渗铝钢焊接工艺和焊接接头力学性能研究.pdf

材料与焊接 P石油化工设备技术，2012，33(6)·56· etro—ChemicalEquipmentTechnology 渗铝钢焊接工艺及焊接接头力学性能研究 熊从贵 (温岭市钱江化工机械有限公司，浙江 温岭 317500) 摘 要 ：应用4种不 同的焊条进行渗铝钢焊接工艺试验 ，并对焊接试件进行力学性能检测。通过大量的 试验研究，得到4种焊条 的焊接试件力学性能数据 ，总结出渗铝钢手工电弧焊 的焊接X-艺方法，为渗铝钢 的 焊接加工提供具体的参考数据 。 关键词 ：渗铝钢 手工电弧焊 焊接工艺 力学性能 渗铝钢是将经过表面处理的钢件浸入熔融铝 过渗铝处理。渗铝处理后 ，钢管外表面有致密、附 中并保温一段时间后，再经过高温扩散，使钢件的 着力较强的一层氧化物硬壳 ，呈瓦灰色。渗铝钢 表面和近表面形成一层致密 的AlO。和铝铁合 管基体 的化学成分和力学性能如表 1所示 。 金层 ，其深度可达 0．25～0．4mm。渗铝钢在原 TSL177、TSL187和E30SL焊条均为低氢钠碱性 油 、海水 、工业循环水 、环烷酸、硫化物等介质中具 药皮 ，A312SL焊条为钛钙型酸性药皮 ，钢丝直径 有优 良的耐腐蚀性Ⅲ和耐高温性能乜，广泛应用 3．2mm。4种焊条钢丝的化学成分和力学性 能 于炼化、化工、船舶等工程领域的承压设备 。 如表 2所示。 钢件的连接结构多采用焊接 ，焊接质量是保 1．1 角接头焊接 证连接结构可靠性的重要 因素 ，承压设备 的焊接 管板管孔采用 45。坡 口，坡 口深度 3mm。用 质量更不容忽视。渗铝钢 的焊接工艺性较差，飞 TSL187焊条施焊前去除管端和管板坡 口焊接区 溅大、夹渣、脱渣困难、焊缝成形较差 、焊缝金属易 的渗铝层 ；其余焊条施焊时，焊件为原始渗铝表 产生焊接裂纹。为掌握渗铝钢的焊接工艺方法， 面 ，但须将焊接区及其附近的油污清洗干净并保 了解渗铝钢焊接接头力学性能，积累第一手资料 ， 持干燥。4种焊条均采用直流 电源，反极性连接 。 笔者 选 用 TSL177、TSI187、E30SL和 A312SL TSI177、TSL187和 E30SI焊前经 350℃烘焙 4种焊条进行了渗铝钢焊接工艺试验 。 1h；A312SL焊前经过 250℃烘焙 1h。焊接电 1 焊接试验方案 流 1l0～120A。 渗铝钢采用焊条 电弧焊时的主要问题是 ：焊 为防止焊接飞溅损坏渗铝层 ，装配时先在焊 接时电弧产生的热量使得焊缝附近的渗铝层严重 接区域附近刷 白垩粉，再沿钢管圆周 120。均匀点 烧损，降低焊缝区和热影响区金属的耐蚀性能；渗 焊 3点固定 ，焊点不宜太大，能固定即可。焊接 铝钢表面高熔点的A1()。进入熔渣后 ，使熔渣 的 时，焊接位置为平焊 ，采用直线型运条 ，不做横 熔点提高 ，焊接熔池 内熔融金属 的粘度和表面张 向摆动 ，运条要稳 ，电弧热量多半 向管板集 中， 力增大，熔池 内焊渣的流动性变差 ；铝的氧化物对 焊条与管板夹角 7O～8O。。短弧焊接 ，保持 电弧 焊接熔池的特性产生不 良影响，妨碍焊道成形 ，这 燃烧稳定，焊接速度保持在 150～200mm／min， 是导致飞溅严重 、脱渣困难 、焊缝成形差的主要原 起弧时向前回焊一点，收弧时将 电弧稍微压低 ，再 因。低氢碱性药皮焊条含有较多的CaF。，具有很 强的助熔稀