中华不锈钢网编辑报道:不锈钢厚壁管手工焊焊条,选用铁-锰-铝焊条较为合适。焊缝金属的化学成分列于表:10-32。应该指出,人们曾习惯的认为,含铝的焊条工艺性能较差,而且铝的过渡系数很低。试制铁-锰-铝焊条的过程表明,采用萤石含量较高的低氢型碱性焊条药皮,不仅可以使铝的过渡系数显著提高,而且可以获得较良好的工艺性能。
(一)内应力
当不锈钢厚壁管没有外力存在的时候,厚壁管内所保存的应力叫做内应力。内应力常发生在焊接钢管中。
金属结构与不锈钢厚壁管在焊接过程中,常常会产生各式各样的焊接变形以及焊缝的断裂,影响了焊接质量;焊接变形就是由于内应力引起的。
内应力按形成的原因分为初内应力和剩余内应力。
(二)变 形
所谓变形是指物体受到外力作用后,物体本身形状发生了变化。
不锈钢厚壁管变形分为弹性和塑性变形(或永久变形)两种。
弹性变形:物体在外力作用下产生变形,将外力除去后,物体仍能恢复原来的形状。
塑性变形:也叫永久变形,外力除去后,物体不能恢复原来的形状。
中华不锈钢网编辑报道:变形与内应力通常是同时并存于物体内的。下面举例说明一下内应力和变形产生的道理。例如有一条钢杆,横放在自由移动的支点上,然后,对整条不锈钢厚壁管均匀加热,由于钢杆受热膨胀,既变粗又伸长,厚壁管的支点也随着钢杆的伸长而自由移动。这时,钢杆内没有内应力产生。当钢杆均匀冷却时,由于冷却收缩,钢杆又恢复到原来形状,钢杆也不会产生塑性变形。
如果将不锈钢厚壁管两端固定,仍对钢管均匀地进行加热,钢管受热膨胀而变粗伸长;由于厚壁管两端已固定不能伸长了,这时厚壁管内就产生了内应力,结果使钢杆产生弯盐和扭曲变形。如果内应力超过了钢的屈服点,钢杆就产生塑性变形,钢杆变粗,截面增大。同样,当钢杆冷却后,内部会产生受拉的内应力,而不锈钢厚壁管受热产生的弯曲和扭曲变形则相应减小。但因钢杆加热时有塑性变形,所以厚壁管的长度不能恢复到原来的形状,若受拉的内应力大于钢的极限应力数值,钢杆就会断裂。
从不锈钢厚壁管的可焊性试验中可以看出,铁-锰-铝焊条虽易形成弧坑裂纹,但具有良好的抗裂纹扩展能力。为了避免弧坑裂纹,在焊接大刚性工件时,应当注意填满弧坑,也可采取将火口收在焊缝坡口边缘处,或者向回焊将火口收在已焊过的焊缝上。有些单位试验表明,在制造铁-锰-铝焊条时,如采用铝酸钠水玻璃,代替硅酸钠水玻璃做粘结剂时,就可避免由于铝、锰等活泼元素的还原作用所引起的焊缝增硅现象,而使焊缝的含硅量达正常值,从而可以避免弧坑裂纹,并可进一步提高低温冲击韧性。
用铁-锰-铝焊条所焊接的不锈钢厚壁管焊缝金属的机械性能列于表10-33。由表中可以看出,铁-锰-铝焊条的强度、塑性及低温韧性指标均能满足要求,可做为-196℃用不锈钢厚壁管的焊接材料。
中华不锈钢网编辑报道:不锈钢厚壁管及铁-锰-铝焊条均呈单相奥氏体组织。硬度试验表明,焊后整个接头淬硬倾向不大。然而,在焊接施工时,为了防止焊接区过热,在可能的条件下,最好采用小直径的焊条,并尽量用较小的焊接规范进行快速多层多道焊接,以进一步保证和提高焊接接头的低温性能。实践证明,如采用较大的规范进行慢速摆动施焊时,其焊缝金属在-196℃低温下的冲击值往往会降低3~5公斤·米/厘米2。