Контроль твердости сварного шва: Советы и лучшие практики

1. Обзор

Содержание сплавов в стали SA335-P91 составляет wCr=9%, wMo=1%, wV=0.2%, wNb=0.08%, wN=0.05%.

Она относится к мартенситной жаропрочной стали, а ее металлографическая микроструктура представляет собой низкоуглеродистый закаленный мартенсит.

Благодаря применению технологии контроля микролегирования и других мер по рафинированию зерна, сталь становится мелкозернистой, что не только способствует повышению ударной вязкости стали, но и чрезвычайно способствует повышению прочности стали при высокотемпературной ползучести.

SA335-P91 является мартенситной мелкозернистой сталью, что делает основную проблему P91 сварка стали отличается от других низколегированных жаропрочных сталей.

Слабое звено сварных соединений находится не в зона слиянияНо в металле шва, в основном, наблюдается снижение вязкости металла шва и высокая твердость шва.

2. Принцип процесса

(1) Поскольку сталь SA335-P91 является мелкозернистой сталью, если температура межпроходного пространства слишком высока во время сварки, она увеличится на 8/5, что приведет к росту зерен и потере первоначальной прочности и вязкости стали.

Однако нормализовать его во время сварки на месте невозможно.

Поэтому во время сварки необходимо строго контролировать межпроходную температуру, чтобы предотвратить рост зерна.

(2) Ширина нагрева, постоянная температура, время постоянной температуры, ширина изоляции и толщина изоляции при термообработке являются основными факторами, влияющими на вязкость сварного шва.

Правильное увеличение ширины нагрева, ширины изоляции, толщины изоляции и времени поддержания постоянной температуры поможет увеличить степень закалки структура мартенсита и повысить прочность сварного шва.

3. Процесс сварки

(1) При сварке подложки используется двухслойная сварка аргонодуговая сварка, а остальные слои - многослойная и многопроходная сварка.

Выбирается электрод φ3,2 мм, а толщина одного слоя составляет ≤ 3 мм.

Во время процесс сваркиНеобходимо хорошо понимать взаимосвязь между сварочным током и скоростью сварки.

Похожие статьи: Скорость подачи проволоки и сварочный ток

Увеличение скорости сварки, уменьшение толщины сварная шайбаСледует использовать метод быстрой тонкослойной сварки с широким размахом.

(2) Во время сварки специалисты используют дальнеинфракрасный термометр для измерения межпроходной температуры каждого слоя сварного шва (межпроходная температура - это температура 10~20 мм перед расплавленным слоем, выраженная наибольшим значением), и межпроходная температура строго контролируется ниже 300 ℃.

Если пистолет для измерения температуры в инфракрасном диапазоне показывает, что температура превышает 300 ℃, немедленно прекратите сварку и продолжайте ее, когда температура снизится до 230 ℃.

После завершения сварки каждого слоя специалист с помощью штангенциркуля измеряет толщину сварного шва.

Максимальное утолщение составляет ≤ 3 мм.

Категорически запрещается создавать сварной шов между канавкой и сварочной шайбой.

4. Меры предосторожности при сварке

Сварочный ток выбирается в зависимости от характеристик электрода.

Для электрода с переходом покрытия электрод может быть расплавлен при использовании меньшего тока, что позволяет снизить потребление тепла.

Недостатком является то, что температура плавления вольфрама в покрытии высока, что легко приводит к появлению вольфрамовых включений в сварном шве.

Одним словом, неважно, какой тип сварочный пруток используется, необходимо обеспечить текучесть расплавленного железа и чистый расплавленный бассейн, особенно хорошее сплавление в корне канавки.

Исходя из этого, по возможности следует использовать небольшие спецификации.

5. Процесс термообработки

Пост сварочное тепло Для обработки используется машина для термообработки DKPC-12360 - 12, которая нагревается гусеничным керамическим резистором, а термопара связана и закреплена.

Используется термопара K-типа с броней, подобранный компенсационный провод и автоматический регистратор температуры, а также хлопок с изоляцией из силиката алюминия.

(1) Предварительный нагрев перед сваркой и контроль температуры в межпроходном пространстве

Для предварительного нагрева используется электрический нагрев.

Для контроля температуры используются четыре термопары.

Точки контроля температуры - 3, 6, 9 и 12.

Конец термопары находится на расстоянии 20 мм от края сварочной канавки (см. рис. 1), а температура предварительного нагрева составляет 150 ℃.

Когда температура достигает постоянного значения за 0,5 часа, можно начинать сварку с подложкой для поддержания температурного баланса и улучшения свариваемость основного металла.

Во время экранированного металла дуговая сваркаЕсли температура поднимается до 230 ℃, сигнализация перегрева устанавливается на 260 ℃, а межпроходная температура должна составлять 200~300 ℃.

Термообработчик контролирует температуру и немедленно нагревает ее, если она слишком низкая.

Если температура слишком высока, сварка должна быть немедленно остановлена, и возобновлена, когда температура восстановится до 230 ℃.

Межпроходная температура должна отслеживаться и контролироваться машиной для термообработки на протяжении всего процесса процесс сварки.

Рис. 1 Термопара в 20 мм от края канавки при контроле температуры в межслойном пространстве

(2) Термическая обработка после сварки

Во-первых, термопара должна находиться в хорошем контакте со сварным швом во время термообработки.

Горячий конец термопары обычно располагается на первом сварном шве у края канавки и должен быть прочно связан железной проволокой 20 #, чтобы предотвратить ослабление термопары из-за теплового расширения при постоянной температуре, как показано на рис. 2 и рис. 3.

Рис. 2 Поместите горячий конец термопары на первый сварной шов, чтобы обеспечить хороший контакт между горячим концом и сварным швом

Рис. 3 Схема установки термопар для контроля температуры в зоне 4 и зоне 3 PWHT

Во-вторых, во время установки нагревателя необходимо зачистить сварочную фаску, сварочный шлак и брызги на поверхности сварного шва, чтобы обеспечить плотное прилегание нагревателя и поверхности сварного шва.

После установки нагревателя его следует обвязать железной проволокой 20 #, чтобы предотвратить расширение нагревательной ленты при высокой температуре (см. рис. 4).

Рис. 4 После установки обогреватель должен быть обвязан толстой железной проволокой

В-третьих, увеличьте толщину и ширину термообработанной изоляции, и толщина изоляции составит 100 мм, как показано на рис. 5.

Рис. 5 Толщина и ширина теплосохранения при увеличении температуры нагрева

В-четвертых, для колен, тройников или сварных швов вблизи клапанов и корпусов цилиндров, помимо гусеничных нагревателей, следует также использовать канатные нагреватели для дополнительного обогрева.

Намотайте веревочный нагреватель на место, где он не может хорошо соприкасаться с заготовкой, как показано на рис. 6.

Рис. 6

В-пятых, параметры термообработки труб P91 приведены в прилагаемой таблице.

Разумное увеличение времени постоянной температуры, ширины нагрева и т.д. способствует повышению вязкости сварного шва.

Однако снижение твердости сварного шва не может слишком сильно зависеть от увеличения времени постоянной температуры и ширины нагрева, иначе основной металл будет размягчен.

Вместо этого необходимо найти решения, касающиеся точности контроля температуры и способа упаковки.

Параметры термообработки

В-шестых, процесс термообработки

После сварки температура должна быть снижена до 110 ℃ в течение 60 минут, чтобы мартенсит может быть полностью преобразована, а затем температура должна быть повышена для термообработки.

Сайт Послесварочная термическая обработка осуществляется с помощью "дальнего инфракрасного" электронагрева, а процесс термообработки показан на рис. 7.

Рис. 7

6. Меры предосторожности при термообработке

(1) Во время предварительного нагрева термопара должна находиться на расстоянии 20 мм от края канавки. Когда температура поднимется до температуры предварительного нагрева, сварка должна быть начата при постоянной температуре в течение 30 минут.

Во время сварки необходимо строго контролировать межпроходную температуру.

Поскольку измерение температуры в машине для термообработки обычно запаздывает примерно на 30 ℃, сигнал тревоги о перегреве установлен на 260 ℃.

При превышении температуры немедленно прекратите сварку и начните ее, когда температура снизится до 230 ℃.

(2) Точность измерения температуры является наиболее критичным фактором для определения эффекта термообработки.

Термопары и регистраторы температуры должны быть откалиброваны квалифицированными специалистами перед использованием, а время использования термопар должно быть зарегистрировано.

Термопары должны быть откалиброваны один раз после использования в течение более 200 часов.

Поскольку температура в межпроходном пространстве составляет 200~300 ℃, контрольные точки термопары - 200 ℃, 400 ℃, 600 ℃ и 800 ℃.

(3) При подключении термопары полярность компенсационного провода должна быть правильной.

Два разъема компенсационной проволоки и термопары, а также два разъема машины для термообработки должны иметь одинаковую температуру окружающей среды, в противном случае можно легко получить неточные результаты измерения температуры.

Соединение между компенсационным проводом и проводом термопары должно быть надежным с помощью монтажного основания.

Не допускается прямое свинчивание двух проводов вместе. В этом случае сопротивление линии будет потреблять разность потенциалов и легко вызовет перегрев.