薄壁低碳鋼管焊接變形的數(shù)值模擬

在以鋼代銅的背景下,針對薄壁低碳鋼管在加工及使用過程中出現(xiàn)泄漏、斷裂等個(gè)案,運(yùn)用金相技術(shù)、斷口掃描分析手段,同時(shí)排除其他如材質(zhì)等可能因素,經(jīng)分析討論,推斷出應(yīng)力腐蝕是導(dǎo)致鋼管開裂的主要原因之一。通過對應(yīng)力腐蝕三因子———溫度、應(yīng)力、腐蝕介質(zhì)影響進(jìn)行詳細(xì)分析,提出采取適當(dāng)?shù)募訜峁に嚒⒖刂其摴軞堄鄳?yīng)力水平等措施,可降低低碳鋼管釬焊應(yīng)力腐蝕開裂的風(fēng)險(xiǎn)。

　 經(jīng)充分 可 ７ 薄壁低碳鋼管釬焊應(yīng)力腐蝕開裂分析 作者：傅延安，張磊，張國祥，季思凱，fuyan'an，zhanglei，zhangguoxiang，jisikai 作者單位：傅延安,張磊,張國祥,fuyan'an,zhanglei,zhangguoxiang(寶山鋼鐵股份有限公司產(chǎn)品發(fā)展部,上海 ,201900)，季思凱,jisikai(寶山鋼鐵股份有限公司研究院,上海,201900) 刊名： 寶鋼技術(shù) 英文刊名：bao-steeltechnology 年，卷(期)：2011(5) 參考文獻(xiàn)(4條) 1.張勇超低碳鋼與銅管釬焊接頭的裂紋分析[期刊論文]-熱加工工藝2004(03) 2.張娟溫度對2a12鋁合金應(yīng)力腐蝕開裂的影響[期刊論文]-熱加工工藝2008(10) 3.王海濱邦迪管釬焊接頭的應(yīng)力腐蝕斷裂研究[期

某紫銅管與低碳鋼管焊接件焊接后在焊接接頭靠近紫銅管側(cè)出現(xiàn)了大量開裂現(xiàn)象,通過對開裂部位紫銅管部分進(jìn)行宏觀分析、化學(xué)成分分析、掃描電鏡斷口觀察及金相檢驗(yàn),對焊接件的開裂原因進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:紫銅管原材料中氧含量超標(biāo)以及焊接溫度過高共同引起晶界弱化,致使在焊接接頭處疊加了較大的組織應(yīng)力和熱應(yīng)力,當(dāng)疊加應(yīng)力大于材料的承受能力時(shí)就會引起晶界破裂,導(dǎo)致焊接件開裂。最后在分析的基礎(chǔ)上提出了改進(jìn)措施。

低碳鋼管氬弧焊打底焊的焊絲選用 1·現(xiàn)場焊接 我們在施工現(xiàn)場進(jìn)行手工鎢極氬弧焊打底焊接低碳鋼管時(shí)， 曾采用過h08(或h08a)、h08mn2si、tig-j50及er705-3和瑞 典ok焊絲，十多年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，沒有發(fā)生焊接質(zhì)量事故， 焊縫能夠滿足設(shè)計(jì)和使用要求。不同焊絲的差別主要是：使用 h08a焊絲tig打底時(shí)，焊縫根部容易產(chǎn)生氣孔，焊縫成型差； 使用h08mn2si和tig-j50焊絲打底時(shí)，焊縫成型好，易于手工 操作，氣孔很少，焊縫質(zhì)量容易保證。由于h08mn2si是國內(nèi)生 產(chǎn)的埋弧焊焊絲，容易采購，h08mn2si焊絲在手工鎢極氬弧焊 打底中得到廣泛應(yīng)用。 2·分析 手工鎢極氬弧焊打底所選用的焊絲，除應(yīng)滿足機(jī)械性能要求 外，還應(yīng)具有良好的可操作性并且不產(chǎn)生缺陷。從焊接工藝試驗(yàn) 的機(jī)械性能可以看出，h08mn2si焊絲打底焊縫的

低碳鋼管tig打底焊的焊絲選用 結(jié)合多年對低碳鋼管進(jìn)行手工鎢極氬弧焊(tig)的經(jīng)驗(yàn)，通過選用h08a、h08mn2si、 tig-j50焊絲對20低碳鋼管進(jìn)行的焊接工藝試驗(yàn)以及現(xiàn)場使用的比較分析，認(rèn) 為焊絲中mn、si含量及其比值mn/si具有關(guān)鍵作用，施工選用h08mn2si、tig-j50、 er49-1是可行的，在目前首選h08mn2si焊絲進(jìn)行低碳鋼管tig打底焊是合理的。 在石油、化工、電站裝置中，工藝管道和石油化工管式爐及鍋爐的爐管絕大 部分是低碳鋼管，最常用的牌號有：10、20、q235、20g。由于這些裝置工藝條 件苛刻，對焊縫質(zhì)量和管道清潔度都有較高要求，在現(xiàn)場施工中，我們常采用手 工鎢極氬弧焊(tig)打底和手工電弧焊(smaw)填充、蓋面的焊接工藝焊接較為重 要的碳鋼管。我國80年代初在上述裝置管道焊接中開始推廣手工鎢極氬弧

結(jié)合多年對低碳鋼管進(jìn)行手工鎢極氬弧焊（ｔｉｇ）的經(jīng)驗(yàn)，通過選用ｈ０８ａ、ｈ０８ｍｎ_２ｓｉ、ｔｉｇ－ｊ５０焊絲對２０低碳鋼管進(jìn)行的焊接工藝試驗(yàn)以及現(xiàn)場使用的比較分析，認(rèn)為焊絲中ｍｎ、ｓｉ含量及其比值ｍｎ／ｓｉ具有關(guān)鍵作用，施工選用ｈ０８ｍｎ_２ｓｉ、ｔｉｇ－ｊ５０、ｅｒ４９一１是可行的，在目前首選ｈ０８ｍｎ_２ｓｉ焊絲進(jìn)行低碳鋼管ｔｉｇ打底焊是合理的。

研制的低碳鋼管道焊接用tig—ld氬弧焊焊絲的化學(xué)成分為:005%～010%c、09%～18%mn、05%～12%si、0025%～004%p(s)以及總量小于05%的微量元素ti、al、re等,焊絲用鋼采用中頻感應(yīng)電爐氧化法冶煉,先熱軋后冷拔工藝成型。焊絲的焊接工藝試驗(yàn)表明,熔池?zé)o飛濺,焊絲熔化均勻連續(xù),焊縫金屬致密且與母材熔合良好。焊縫金屬和焊接接頭的性能測試表明,熔敷金屬的化學(xué)成分、機(jī)械性能和耐腐蝕性能等綜合性能指標(biāo)達(dá)到了國外同類產(chǎn)品水平,是國內(nèi)用于低碳鋼管道焊接最理想的焊絲。

本文闡述了國內(nèi)外碳鋼管線紅弧焊絲的使用情況，且探討了國產(chǎn)焊絲與20#碳鋼的強(qiáng)度匹配關(guān)系。

在試驗(yàn)管道上,采用q235低碳鋼進(jìn)行管道不停輸補(bǔ)焊研究,對比了不停輸補(bǔ)焊和停輸補(bǔ)焊焊接接頭顯微組織的變化,并研究了管道內(nèi)水的流速對接頭顯微組織的影響。研究結(jié)果表明,低碳鋼管道不停輸補(bǔ)焊時(shí),管內(nèi)流動介質(zhì)不斷帶走焊接區(qū)的熱量導(dǎo)致焊接接頭快速冷卻,焊縫及粗晶區(qū)的晶粒形狀和顯微組織較停輸焊接的有很大變化。焊縫的主要組織由晶界先共析鐵素體和晶內(nèi)針狀鐵素體組成,晶界先共析鐵素體形態(tài)為細(xì)長的長條狀,而且形成了沿晶界鐵素體向晶內(nèi)生長的不平衡組織側(cè)板條鐵素體。粗晶區(qū)的原奧氏體晶粒尺寸較停輸補(bǔ)焊時(shí)有所減小,但形成了魏氏組織鐵素體、粒狀貝氏體和馬氏體等不平衡組織,而且水流速度越大,粗晶區(qū)的高溫停留時(shí)間越短,越容易形成不平衡組織。

分析了低碳鋼管道焊接缺陷產(chǎn)生的原因,提出了消除缺陷的施工措施。

分析了國內(nèi)焊絲h08mn2sia、tig-j50、tig-ld和日本tgs-50焊絲的化學(xué)成分、焊接工藝性、熔敷金屬的機(jī)械性能和耐蝕性能。認(rèn)為tig-ld焊絲是國內(nèi)最好的氬弧焊絲,已達(dá)到國外同類產(chǎn)品生產(chǎn)水平。

分析了低碳鋼管道焊接缺陷產(chǎn)生的原因,在了解焊縫內(nèi)部存在的各種缺陷的基礎(chǔ)上,制定了消除缺陷的施工方案。

a-tig焊是一種新型高效的焊接法,具有熔深深,熱影響區(qū)小、焊縫窄、變形量小、效率高等特點(diǎn).對低碳鋼管子全位置a-tig焊接法進(jìn)行了研究.在分析了涂覆活性劑后管子全位置焊接過程中熔池的受力狀態(tài)的基礎(chǔ)上,制定了相關(guān)焊接工藝.對6mm厚的低碳鋼管子焊接時(shí)不開坡口,將活性劑刷涂于待焊焊道表面,使用管道全位置焊機(jī)進(jìn)行焊接,可以一次焊透,并能單面焊雙面成形.突破了管道全位置焊機(jī)只能焊接薄壁管的局限性,使得管道全位置焊機(jī)的使用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大,焊接效率大幅度提升.

低碳鋼管道用氬弧焊絲選擇——分析了國內(nèi)焊絲h0~mn2sia、tig—js0、tig—ld和日本tgs一50焊絲的化學(xué)成分、焊接工藝性、熔敷金屬的機(jī)械性能和耐蝕性能。認(rèn)為tig—ld焊絲是國內(nèi)最好的氬弧焊絲，己達(dá)到國外同類產(chǎn)品生產(chǎn)水平。

一、磁控旋轉(zhuǎn)電弧焊的特點(diǎn)及原理磁控旋轉(zhuǎn)電弧對焊(簡稱旋弧焊)是近二十年來發(fā)展起來的一種新的焊接工藝。這種工藝具有節(jié)約電能、不需填充材料、焊接生產(chǎn)率高、接頭毛刺少、焊接質(zhì)量高、易于實(shí)現(xiàn)自動控制、改善焊接勞動條件、提高文明生產(chǎn)程度等優(yōu)點(diǎn)。因此近年來,這種焊接方法的應(yīng)用范圍正在日益擴(kuò)大。它不僅用于管道工程,而且還用于車輛、農(nóng)機(jī)及一般機(jī)械制造等。旋弧焊是利用磁場力驅(qū)動電弧沿著焊件端面高速旋轉(zhuǎn),把焊件端面加熱

鍋爐鋼管冷彎加工會帶來機(jī)械性能和組織性能的變化，形成鋼管在服役過程中的潛在危險(xiǎn)。文章討論了電廠低碳鍋爐鋼管在冷彎變形后，加工硬化對鋼管機(jī)械性能和組織性能的影響。定量地介紹了當(dāng)塑性變形量在２０％左右時(shí)，機(jī)械性能變化的幅度。還介紹了恢復(fù)加工硬化的處理對策。

紫銅零件的焊接,根據(jù)技術(shù)要求不同,可采用碳弧焊、手工氮弧焊或者使用銅芯焊條的手工電弧焊。而對于壁厚為0.8～2毫米的紫銅管,通常則采用氣焊。但是,氣焊的約束條件比較多,比如硼砂、銅條、電石、氧氣,缺一不可。為此,我廠采用了低碳鋼焊條焊接薄壁紫銅管。經(jīng)三年的生產(chǎn)

小徑低碳鋼管對接垂直固定氣焊 摘要：小徑鋼管的垂直固定氣焊在生產(chǎn)中經(jīng)常遇到，氣焊時(shí)為橫焊縫，橫向 焊接的操作較難掌握，因此掌握好焊接操作要領(lǐng)和制定的合理的焊接工藝，可以 有效的提高焊接質(zhì)量。文中主要講述了小徑鋼管對接垂直固定氣焊操作要領(lǐng)及焊 接缺陷防止措施。 關(guān)鍵詞：垂直固定；橫焊縫；質(zhì)量 前言 氣焊具有設(shè)備簡單、操作方便、成本低、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用 于工業(yè)生產(chǎn)中。在各種焊接位置的操作中，小徑鋼管橫焊時(shí)焊嘴角度難以掌握， 容易出現(xiàn)焊接缺陷，一旦出現(xiàn)缺陷，會削減焊縫的有效強(qiáng)度，降低焊縫的質(zhì)量。 通過在工作實(shí)踐中不斷摸索，總結(jié)了一些焊接方面操作要領(lǐng)和注意事項(xiàng)，希望對 提高焊縫質(zhì)量有所幫助。 1.焊前準(zhǔn)備 1.1試件材質(zhì)與尺寸 采用q235無縫鋼管2件，其規(guī)格為φ60mm×4mm×100mm。坡口形式及尺 寸如圖1所示 圖1試件的坡口形式及尺寸 1.2焊接

(1)低碳鋼的焊接性。低碳鋼由于其含碳量和合金元素量較少,其焊接性較好。焊接低碳鋼時(shí),一般不需要采取特殊的工藝措施,對焊接電源沒有特殊要求,交、直流弧焊電源均可。低碳鋼焊縫的綜合力學(xué)性

低碳鋼管道氫氣致裂原因分析

對低碳鋼等徑彎曲通道變形進(jìn)行了數(shù)值模擬,并分析了它的顯微組織.通過有限元數(shù)值模擬,獲得了低碳鋼成形等徑彎曲通道變形載荷的變化規(guī)律和等效應(yīng)變分布規(guī)律.載荷模擬結(jié)果表明,摩擦因子越大,變形載荷也越大,當(dāng)摩擦因子為0.408時(shí),其成形載荷約為無摩擦?xí)r的21倍,載荷數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相吻合.此外,結(jié)合所揭示的等效應(yīng)變分布特點(diǎn),對一道次等徑彎曲通道變形后試樣橫截面上的微觀組織分布進(jìn)行了分析,表明下表面處的材料晶粒細(xì)化程度比上表面處的大,因此這種分布特點(diǎn)與等效應(yīng)變分布是相互一致的.

研制的tig-ld氬弧焊絲適用于40kg級的低碳鋼管道焊接,該焊絲的特點(diǎn)是焊接工藝性能優(yōu)良,化學(xué)成分設(shè)計(jì)合理,熔敷金屬的機(jī)械性能及耐腐蝕性能均達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平。