CN114871533A - 一种s30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法,包括焊接设备的选择、焊前准备、焊接和焊缝试验;焊接设备采用深熔氩弧焊机,焊前准备包括将压力容器筒节安装到定位工装上,将焊接试板固定在压力容器筒节纵向焊缝的延伸部位;焊接时,对压力容器筒节延伸部位的纵向焊缝及焊接试板的对接焊缝使用相同的焊接工艺参数进行焊接;其中,两对焊接试板焊完后通过机械切割方法从压力容器筒节上取下,作为焊接试件A和焊接试件B,然后进行压力容器总体焊接,总体焊接完成后的压力容器作为焊接试件C;焊缝试验包括对焊接试件A、焊接试件B和焊接试件C分别进行焊缝性能试验。本发明提高压力容器焊接试验的可靠性,同时降低焊接试验的成本。
Description
技术领域
本发明涉及压力容器焊接技术领域,具体涉及一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法。
背景技术
S30408奥氏体不锈钢具有优异的力学性能,尤其是低温特性良好,使得其得到了越来越广泛的应用。同时,S30408奥氏体不锈钢屈服强度低,而抗拉强度高,具有较大的塑性裕量,可牺牲奥氏体不锈钢的部分塑性来提高其屈服强度,进而降低奥氏体不锈钢压力容器的设计壁厚,已成为节约制造成本及运输成本、提高经济效益的重要手段,这一过程通常被称为奥氏体不锈钢的拉伸强化。
为了保证S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接质量,通常在正式焊接之前需要进行焊接工艺试验,以验证所使用的焊接工艺参数是否合理。现有技术中,通常是在压力容器焊接和拉伸强化完成后直接进行破坏性取样,检测试样是否符合其性能要求。其不足是由于缺少焊接中间过程的试样性能评估,其一方面导致其评估不全面,从而有可能使得用于正式生产的焊接工艺参数不太可靠,增加了产生焊接缺陷的几率,另一方面万一出现焊接试验不合格的情况,可能要多次进行压力容器的实体焊接试验,而压力容器本身较大,导致其耗费的试验成本较大。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法,旨在提高压力容器焊接试验的可靠性,同时降低焊接试验的成本。具体的技术方案如下:
一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法,包括如下步骤:
(1)确定试验对象:设置一件压力容器和两对焊接试板作为试验对象;
(2)焊材的选择:压力容器和焊接试板均采用S30408不锈钢板材,厚度8mm;其中,焊接试板与压力容器所使用的原材料采用相同炉批号的原材料;压力容器由S30408不锈钢板材经过卷制后的若干筒节拼接而成,且两端设置有封头;
(3)焊丝及保护气体的选择:焊丝采用GMS-308LM焊丝,保护气体采用纯氩气;
(4)焊接设备的选择:采用高效深熔氩弧焊机作为焊接设备;
(5)焊前准备:将压力容器筒节安装到定位工装上,将两对焊接试板分别固定在压力容器筒节纵向焊缝的延伸部位并使得其对接焊缝与压力容器筒节的纵向焊缝对齐,焊缝均采用I型坡口,组对间隙0-0.5mm,对口错边量控制在0~0.8mm,焊前对坡口两侧油污等污染物打磨清理干净,并用丙酮溶液清洗;
(6)焊接:对压力容器筒节延伸部位的纵向焊缝及焊接试板的对接焊缝使用相同的焊接工艺参数进行焊接;其中,两对焊接试板焊完后通过机械切割方法从压力容器筒节上取下,作为焊接试件A和焊接试件B,然后进行压力容器总体焊接,总体焊接完成后的压力容器作为焊接试件C;
(7)焊缝试验:对焊接试件A、焊接试件B和焊接试件C分别进行焊缝性能试验,具体如下:
焊接试件A的焊缝性能试验:焊接试件A取样后直接进行拉伸试验和冲击试验,并进行试样的室温拉伸断口形貌观察,判断试验是否合格;
焊接试件B的焊缝性能试验:焊接试件B先预拉伸至预先设定的应力值,对预拉伸后的焊接试件B进行取样,取样后再进行拉伸试验和冲击试验,并进行试样的室温拉伸断口形貌观察,判断试验是否合格;
焊接试件C的焊缝性能试验:对作为焊接试件C的压力容器在设定的试验条件下进行拉伸强化试验,拉伸强化试验后对压力容器进行破坏性取样,取样后再进行拉伸试验和冲击试验,并进行试样的室温拉伸断口形貌观察,验证试验是否合格。
优选的,在步骤(7)的焊接试件A的焊缝性能试验、焊接试件B的焊缝性能试验和焊接试件C的焊缝性能试验均为合格的情况下,将步骤(6)焊接时所使用的焊接工艺参数作为正式生产压力容器时的焊接工艺参数。
本发明中,所述步骤(6)的焊接包括首层焊接和盖面焊接,所述正式生产压力容器时的焊接工艺参数如下:
首层焊接:焊接电流380A,焊接电压15-18V,焊接速度380mm/min,保护气体流量20-25L/min,焊枪的钨棒直径6.4mm;
盖面焊接:焊接电流250A,焊接电压13-16V,焊接速度250mm/min,保护气体流量20-25L/min,焊枪的钨棒直径4.0mm;摆动宽度6mm,摆动速度900mm/min。
优选的,所述步骤(6)的焊接工序中,焊枪尾部采用拖罩进行气体保护,焊缝背面采用背保护工装进行气体保护,保护气体均使用纯氩气。
本发明中,所述背保护工装包括分别连接在压力容器筒节两端内孔壁上的筒式罩盖,所述筒式罩盖向外轴向延伸,所述筒式罩盖的轴向延伸部的上部位置设置有罩住所述焊接试板背面焊缝的开口;所述筒式罩盖上还连接有用于将纯氩气填充到压力容器筒节内部的中心充气管。
作为一种优选方案,本发明的一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法其所述定位工装包括工作台、通过纵向导轨移动设置在所述工作台上的焊接滚轮架,所述压力容器筒节的外圆定位在所述焊接滚轮架上,所述焊接滚轮架的基座上连接有传动机构以实现所述焊接滚轮架沿所述纵向导轨的纵向移动。
优选的,所述传动机构包括丝杆和连接所述丝杆的减速电机。
上述定位工装可通过焊接滚轮架自身的滚轮转动实现压力容器筒节的旋转(方便调整筒节的周向位置或者进行周向环缝的焊接)、通过传动机构实现压力容器筒节的纵向移动(用于纵向焊缝的焊接)。
作为本发明的进一步改进,所述背保护工装还包括固定设置在所述工作台纵向两侧的一对高度支撑架,所述筒式罩盖的中心位置设置有中心通孔,所述中心充气管穿过所述筒式罩盖的中心通孔进入到所述压力容器筒节的内部,所述中心充气管的两端固定在所述高度支撑架上;在所述中心充气管的中部位置设置有焊接溶池背部托举稳定装置,所述焊接溶池背部托举稳定装置包括设置在所述中心充气管中部外圆上的高度调节支架、设置在所述高度调节支架上的戴森无叶风扇,所述高效深熔氩弧焊机的焊枪钨极棒与所述戴森无叶风扇的风环中心在上下方向上同轴设置,所述戴森无叶风扇的风环出风口朝向压力容器筒节的焊缝熔池背部位置。
为了进一步提高焊接熔池背部托举的稳定性,实现高效深熔氩弧焊的稳定焊接,在所述高度调节支架上还设置有用于增强和稳定托举气流的锥筒形导向整流壳,所述锥筒形导向整流壳位于所述戴森无叶风扇的风环上方位置。
优选的,所述锥筒形导向整流壳的内壁上沿周向均匀布置有若干数量的螺旋形导向片,以进一步改善托举气流的分布状态。
本发明中,在位于所述筒式罩盖的中心通孔与所述中心充气管之间还设置有密封装置。
优选的,所述步骤(6)的焊接工序中,还设置有纵向焊缝的焊接起弧收弧控制策略,所述纵向焊缝的焊接起弧收弧控制策略如下:
(1)起弧前,焊枪提前3-10秒输出保护气体;
(2)首层焊接开始,起弧电流达到设定值后再延时4-6秒,然后开启工件相对于焊枪在焊缝方向的移动;首层焊接结束,控制收弧电流从焊接正常电流降至零的时间为6-10秒;
(3)盖面焊接时,起弧电流达到设定值后不再延时,而是立即开启工件相对于焊枪在焊缝方向的移动;盖面焊接结束,控制收弧电流从焊接正常电流降至零的时间为6-10秒,同时控制收弧电流下降150A后停止送丝。
优选的,所述步骤(6)的焊接工序中,还设置有压力容器总体焊接时周向环焊缝的焊接起弧收弧控制策略,所述周向环焊缝的焊接起弧收弧控制策略如下:
(1)先开启工件转动,接着开启焊枪,起弧电流达到设定值后开始送丝;
(2)焊接将近一周接近起弧点时,离起弧点5mm处作为起点,在设定的焊接电流基础上逐渐加大焊接电流,且焊接电流的增加值是从0开始逐渐增加,直至到达起弧点时其焊接电流的增加值达到150A,到位后进行收弧,在焊接电流陡降80%时,工件停止转动待气孔排出,然后工件再转动1秒左右,同时焊接电流下降150A后停止送丝。
本发明的有益效果是:
第一,本发明的一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法,采用实体压力容器与焊接试板相结合的方式进行焊接试验,形成未拉伸的焊接试件A、经过预拉伸的焊接试件B和经过拉伸强化的焊接试件C,并对上述三种焊接试件分别取样进行拉伸试验和冲击试验,同时进行试样的室温拉伸断口形貌观察,以验证试验是否合格。由此提高了S30408奥氏体不锈钢压力容器焊接试验的可靠性,使得经过焊接试验获得的用于正式生产的压力容器的焊接工艺参数更加合理可靠,从而保证了S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接质量。另外,在焊接试验前两项(焊接试件A和焊接试件B)不合格的情况下,可以重做前两项试验,待前两项试验均合格后再做第三项试验(焊接试件C),从而降低试验费用。
第二,本发明的一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法,设置有特殊结构的背保护工装,背保护工装设置在焊接溶池背部,形成增压气流托举稳定装置,利用锥筒形导向整流壳与戴森无叶风扇的上下配置和相互协同作用,使得戴森无叶风扇输出的增压气流通过锥筒形导向整流壳的聚焦和整流,形成了更加稳定可靠的背部焊接溶池的托举力,由此提高了高效深熔氩弧焊时的焊接稳定性,从而提高了焊接的质量。
第三,本发明的一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法,通过特殊设计的焊接起弧收弧控制策略,提高了焊接起弧和收弧处焊缝的平顺性和焊缝的质量,进而也提高了压力容器焊接的整体质量。
附图说明
图1是本发明的一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法的示意图;
图2是S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊缝布置示意图;
图3是焊接时所使用的背保护工装和定位工装的结构示意图;
图4-图6是焊接试件B的室温拉伸试样断口在扫描电镜的不同放大尺度下的形貌图。
图7-图9是焊接试件C的室温拉伸试样断口在扫描电镜的不同放大尺度下的形貌图。
图中:1、背保护工装,2、定位工装,3、筒式罩盖,4、开口,5、中心充气管,6、工作台,7、纵向导轨,8、焊接滚轮架,9、压力容器筒节,10、焊接试板,11、基座,12、传动机构,13、丝杆,14、减速电机,15、高度支撑架,16、中心通孔,17、密封装置,18、焊接溶池背部托举稳定装置,19、高度调节支架,20、戴森无叶风扇,21、焊枪钨极棒,22、焊缝熔池,23、锥筒形导向整流壳,24、送丝机构,25、压力容器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1:
如图1至3所示为本发明的一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法的实施例,包括如下步骤:
(1)确定试验对象:设置一件压力容器25和两对焊接试板10作为试验对象;
(2)焊材的选择:压力容器25和焊接试板10均采用S30408不锈钢板材,厚度8mm;其中,焊接试板10与压力容器25所使用的原材料采用相同炉批号的原材料;压力容器25由S30408不锈钢板材经过卷制后的若干筒节拼接而成,且两端设置有封头;
(3)焊丝及保护气体的选择:焊丝采用GMS-308LM焊丝,保护气体采用纯氩气;
(4)焊接设备的选择:采用高效深熔氩弧焊机作为焊接设备;
(5)焊前准备:将压力容器筒节9安装到定位工装2上,将两对焊接试板10分别固定在压力容器筒节9纵向焊缝的延伸部位并使得其对接焊缝与压力容器筒节9的纵向焊缝对齐,焊缝均采用I型坡口,组对间隙0-0.5mm,对口错边量控制在0~0.8mm,焊前对坡口两侧油污等污染物打磨清理干净,并用丙酮溶液清洗;
(6)焊接:对压力容器筒节9延伸部位的纵向焊缝及焊接试板10的对接焊缝使用相同的焊接工艺参数进行焊接;其中,两对焊接试板10焊完后通过机械切割方法从压力容器筒节9上取下,作为焊接试件A和焊接试件B,然后进行压力容器25总体焊接,总体焊接完成后的压力容器25作为焊接试件C;
(7)焊缝试验:对焊接试件A、焊接试件B和焊接试件C分别进行焊缝性能试验,具体如下:
焊接试件A的焊缝性能试验:焊接试件A取样后直接进行拉伸试验和冲击试验,并进行试样的室温拉伸断口形貌观察,判断试验是否合格;
焊接试件B的焊缝性能试验:焊接试件B先预拉伸至预先设定的应力值,对预拉伸后的焊接试件B进行取样,取样后再进行拉伸试验和冲击试验,并进行试样的室温拉伸断口形貌观察,判断试验是否合格;
焊接试件C的焊缝性能试验:对作为焊接试件C的压力容器在设定的试验条件下进行拉伸强化试验,拉伸强化试验后对压力容器进行破坏性取样,取样后再进行拉伸试验和冲击试验,并进行试样的室温拉伸断口形貌观察,验证试验是否合格。
优选的,在步骤(7)的焊接试件A的焊缝性能试验、焊接试件B的焊缝性能试验和焊接试件C的焊缝性能试验均为合格的情况下,将步骤(6)焊接时所使用的焊接工艺参数作为正式生产压力容器时的焊接工艺参数。
本实施例中,所述步骤(6)的焊接包括首层焊接和盖面焊接,所述正式生产压力容器时的焊接工艺参数如下:
首层焊接:焊接电流380A,焊接电压15-18V,焊接速度380mm/min,保护气体流量20-25L/min,焊枪的钨棒直径6.4mm;
盖面焊接:焊接电流250A,焊接电压13-16V,焊接速度250mm/min,保护气体流量20-25L/min,焊枪的钨棒直径4.0mm;摆动宽度6mm,摆动速度900mm/min。
优选的,所述步骤(6)的焊接工序中,焊枪尾部采用拖罩进行气体保护,焊缝背面采用背保护工装1进行气体保护,保护气体均使用纯氩气。
本实施例中,所述背保护工装1包括分别连接在压力容器筒节9两端内孔壁上的筒式罩盖3,所述筒式罩盖3向外轴向延伸,所述筒式罩盖3的轴向延伸部的上部位置设置有罩住所述焊接试板10背面焊缝的开口4;所述筒式罩盖3上还连接有用于将纯氩气填充到压力容器筒节9内部的中心充气管5。
作为一种优选方案,本实施例的一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法其所述定位工装2包括工作台6、通过纵向导轨7移动设置在所述工作台6上的焊接滚轮架8,所述压力容器筒节9的外圆定位在所述焊接滚轮架8上,所述焊接滚轮架8的基座11上连接有传动机构12以实现所述焊接滚轮架8沿所述纵向导轨7的纵向移动。
优选的,所述传动机构12包括丝杆13和连接所述丝杆13的减速电机14。
上述定位工装2可通过焊接滚轮架8自身的滚轮转动实现压力容器筒节9的旋转(方便调整筒节的周向位置或者进行周向环缝的焊接)、通过传动机构12实现压力容器筒节9的纵向移动(用于纵向焊缝的焊接)。
作为本实施例的进一步改进,所述背保护工装1还包括固定设置在所述工作台6纵向两侧的一对高度支撑架15,所述筒式罩盖3的中心位置设置有中心通孔16,所述中心充气管5穿过所述筒式罩盖3的中心通孔进入到所述压力容器筒节9的内部,所述中心充气管5的两端固定在所述高度支撑架15上;在所述中心充气管5的中部位置设置有焊接溶池背部托举稳定装置18,所述焊接溶池背部托举稳定装置18包括设置在所述中心充气管5中部外圆上的高度调节支架19、设置在所述高度调节支架19上的戴森无叶风扇20,所述高效深熔氩弧焊机的焊枪钨极棒21与所述戴森无叶风扇20的风环中心在上下方向上同轴设置,所述戴森无叶风扇20的风环出风口朝向压力容器筒节9的焊缝熔22池背部位置。
为了进一步提高焊接熔池背部托举的稳定性,实现高效深熔氩弧焊的稳定焊接,在所述高度调节支架19上还设置有用于增强和稳定托举气流的锥筒形导向整流壳23,所述锥筒形导向整流壳23位于所述戴森无叶风扇20的风环上方位置。
优选的,所述锥筒形导向整流壳23的内壁上沿周向均匀布置有若干数量的螺旋形导向片,以进一步改善托举气流的分布状态。
本实施例中,在位于所述筒式罩盖3的中心通孔16与所述中心充气管5之间还设置有密封装置17。
优选的,所述步骤(6)的焊接工序中,还设置有纵向焊缝的焊接起弧收弧控制策略,所述纵向焊缝的焊接起弧收弧控制策略如下:
(1)起弧前,焊枪提前3-10秒输出保护气体;
(2)首层焊接开始,起弧电流达到设定值后再延时4-6秒,然后开启工件相对于焊枪在焊缝方向的移动;首层焊接结束,控制收弧电流从焊接正常电流降至零的时间为6-10秒;
(3)盖面焊接时,起弧电流达到设定值后不再延时,而是立即开启工件相对于焊枪在焊缝方向的移动;盖面焊接结束,控制收弧电流从焊接正常电流降至零的时间为6-10秒,同时控制收弧电流下降150A后停止送丝。
优选的,所述步骤(6)的焊接工序中,还设置有压力容器总体焊接时周向环焊缝的焊接起弧收弧控制策略,所述周向环焊缝的焊接起弧收弧控制策略如下:
(1)先开启工件(压力容器筒节9)转动,接着开启焊枪,起弧电流达到设定值后开始送丝;
(2)焊接将近一周接近起弧点时,离起弧点5mm处作为起点,在设定的焊接电流基础上逐渐加大焊接电流,且焊接电流的增加值是从0开始逐渐增加,直至到达起弧点时其焊接电流的增加值达到150A,到位后进行收弧,在焊接电流陡降80%时,工件停止转动待气孔排出,然后工件再转动1秒左右,同时焊接电流下降150A后停止送丝。
实施例2:
对实施例1的焊接试件A、焊接试件B和焊接试件C的焊缝取样后分别进行焊缝的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率试验,得到试验结果如下表:
实施例3:
对实施例1的焊接试件A、焊接试件B和焊接试件C的焊缝取样后分别进行冲击吸收能量试验,得到试验结果如下表:
实施例4:
对实施例1的焊接试件A、焊接试件B和焊接试件C的焊缝取样后分别进行侧向膨胀量试验试验,得到试验结果如下表:
实施例5:
将实施例1的焊接试件B的室温拉伸试样断口放在扫描电镜观察,得到不同放大尺度下的形貌图如图4-6。
实施例6:
将实施例1的焊接试件C的室温拉伸试样断口放在扫描电镜观察,得到不同放大尺度下的形貌图如图7-9。
实施例7:
对实施例1的焊接试件A、焊接试件B和焊接试件C的焊缝取样后进行金相组织分析,结果如下表:
金相组织(焊缝区) | 金相组织(热影响区) | |
焊接试件A | 奥氏体+铁素体 | 奥氏体+铁素体 |
焊接试件B | 奥氏体+铁素体 | 奥氏体+铁素体 |
焊接试件C | 奥氏体+铁素体 | 奥氏体+铁素体 |
上述焊接试件A、焊接试件B和焊接试件C中残留的铁素体呈骨骼状和蠕虫状分布在奥氏体晶界处。
实施例8:
对实施例1的焊接试件A、焊接试件B和焊接试件C的金相图谱使用比较法进行晶粒度评价,结果如下表:
晶粒度 | |
焊接试件A | 7级 |
焊接试件B | 7.5级 |
焊接试件C | 6.5级 |
实施例9:
在实施例1-实施例9的基础上进行结论性分析,具体如下:
S30408奥氏体不锈钢压力容器经过拉伸强化后,焊缝的抗拉强度和屈服强度有了一定的提高,其中屈服强度的提高尤为明显,实现了较为理想的拉伸强化效应;拉伸强化后的断后伸长率降低,塑性下降,其中冲击吸收功和侧向膨胀量出现了有增有减的情况,这说明S30408奥氏体不锈钢压力容器低温韧性指标受到强度和塑性指标的综合影响,为达到理想的低温韧性,必须由强度和塑性共同保证。
另外经过大量试验发现,在母材抗拉强度控制在520~720Mpa范围时,拉伸强化后实现了强度和塑性、韧性的理想组合,可以应用于制造拉伸强化压力容器。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)确定试验对象:设置一件压力容器和两对焊接试板作为试验对象;
(2)焊材的选择:压力容器和焊接试板均采用S30408不锈钢板材,厚度8mm;其中,焊接试板与压力容器所使用的原材料采用相同炉批号的原材料;压力容器由S30408不锈钢板材经过卷制后的若干筒节拼接而成,且两端设置有封头;
(3)焊丝及保护气体的选择:焊丝采用GMS-308LM焊丝,保护气体采用纯氩气;
(4)焊接设备的选择:采用高效深熔氩弧焊机作为焊接设备;
(5)焊前准备:将压力容器筒节安装到定位工装上,将两对焊接试板分别固定在压力容器筒节纵向焊缝的延伸部位并使得其对接焊缝与压力容器筒节的纵向焊缝对齐,焊缝均采用I型坡口,组对间隙0-0.5mm,对口错边量控制在0~0.8mm,焊前对坡口两侧油污等污染物打磨清理干净,并用丙酮溶液清洗;
(6)焊接:对压力容器筒节延伸部位的纵向焊缝及焊接试板的对接焊缝使用相同的焊接工艺参数进行焊接;其中,两对焊接试板焊完后通过机械切割方法从压力容器筒节上取下,作为焊接试件A和焊接试件B,然后进行压力容器总体焊接,总体焊接完成后的压力容器作为焊接试件C;
(7)焊缝试验:对焊接试件A、焊接试件B和焊接试件C分别进行焊缝性能试验,具体如下:
焊接试件A的焊缝性能试验:焊接试件A取样后直接进行拉伸试验和冲击试验,并进行试样的室温拉伸断口形貌观察,判断试验是否合格;
焊接试件B的焊缝性能试验:焊接试件B先预拉伸至预先设定的应力值,对预拉伸后的焊接试件B进行取样,取样后再进行拉伸试验和冲击试验,并进行试样的室温拉伸断口形貌观察,判断试验是否合格;
焊接试件C的焊缝性能试验:对作为焊接试件C的压力容器在设定的试验条件下进行拉伸强化试验,拉伸强化试验后对压力容器进行破坏性取样,取样后再进行拉伸试验和冲击试验,并进行试样的室温拉伸断口形貌观察,验证试验是否合格。
2.根据权利要求1所述的一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法,其特征在于,在步骤(7)的焊接试件A的焊缝性能试验、焊接试件B的焊缝性能试验和焊接试件C的焊缝性能试验均为合格的情况下,将步骤(6)焊接时所使用的焊接工艺参数作为正式生产压力容器时的焊接工艺参数。
3.根据权利要求2所述的一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法,其特征在于,所述步骤(6)的焊接包括首层焊接和盖面焊接,所述正式生产压力容器时的焊接工艺参数如下:
首层焊接:焊接电流380A,焊接电压15-18V,焊接速度380mm/min,保护气体流量20-25L/min,焊枪的钨棒直径6.4mm;
盖面焊接:焊接电流250A,焊接电压13-16V,焊接速度250mm/min,保护气体流量20-25L/min,焊枪的钨棒直径4.0mm;摆动宽度6mm,摆动速度900mm/min。
4.根据权利要求3所述的一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法,其特征在于,所述步骤(6)的焊接工序中,焊枪尾部采用拖罩进行气体保护,焊缝背面采用背保护工装进行气体保护,保护气体均使用纯氩气。
5.根据权利要求4所述的一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法,其特征在于,所述背保护工装包括分别连接在压力容器筒节两端内孔壁上的筒式罩盖,所述筒式罩盖向外轴向延伸,所述筒式罩盖的轴向延伸部的上部位置设置有罩住所述焊接试板背面焊缝的开口;所述筒式罩盖上还连接有用于将纯氩气填充到压力容器筒节内部的中心充气管。
6.根据权利要求5所述的一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法,其特征在于,所述定位工装包括工作台、通过纵向导轨移动设置在所述工作台上的焊接滚轮架,所述压力容器筒节的外圆定位在所述焊接滚轮架上,所述焊接滚轮架的基座上连接有传动机构以实现所述焊接滚轮架沿所述纵向导轨的纵向移动。
7.根据权利要求6所述的一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法,其特征在于,所述背保护工装还包括固定设置在所述工作台纵向两侧的一对高度支撑架,所述筒式罩盖的中心位置设置有中心通孔,所述中心充气管穿过所述筒式罩盖的中心通孔进入到所述压力容器筒节的内部,所述中心充气管的两端固定在所述高度支撑架上;在所述中心充气管的中部位置设置有焊接溶池背部托举稳定装置,所述焊接溶池背部托举稳定装置包括设置在所述中心充气管中部外圆上的高度调节支架、设置在所述高度调节支架上的戴森无叶风扇,所述高效深熔氩弧焊机的焊枪钨极棒与所述戴森无叶风扇的风环中心在上下方向上同轴设置,所述戴森无叶风扇的风环出风口朝向压力容器筒节的焊缝熔池背部位置。
8.根据权利要求7所述的一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法,其特征在于,在所述高度调节支架上还设置有用于增强和稳定托举气流的锥筒形导向整流壳,所述锥筒形导向整流壳位于所述戴森无叶风扇的风环上方位置。
9.根据权利要求7所述的一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法,其特征在于,所述步骤(6)的焊接工序中,还设置有纵向焊缝的焊接起弧收弧控制策略,所述纵向焊缝的焊接起弧收弧控制策略如下:
(1)起弧前,焊枪提前3-10秒输出保护气体;
(2)首层焊接开始,起弧电流达到设定值后再延时4-6秒,然后开启工件相对于焊枪在焊缝方向的移动;首层焊接结束,控制收弧电流从焊接正常电流降至零的时间为6-10秒;
(3)盖面焊接时,起弧电流达到设定值后不再延时,而是立即开启工件相对于焊枪在焊缝方向的移动;盖面焊接结束,控制收弧电流从焊接正常电流降至零的时间为6-10秒,同时控制收弧电流下降150A后停止送丝。
10.根据权利要求7所述的一种S30408奥氏体不锈钢压力容器的焊接试验方法,其特征在于,所述步骤(6)的焊接工序中,还设置有压力容器总体焊接时周向环焊缝的焊接起弧收弧控制策略,所述周向环焊缝的焊接起弧收弧控制策略如下:
(1)先开启工件转动,接着开启焊枪,起弧电流达到设定值后开始送丝;
(2)焊接将近一周接近起弧点时,离起弧点5mm处作为起点,在设定的焊接电流基础上逐渐加大焊接电流,且焊接电流的增加值是从0开始逐渐增加,直至到达起弧点时其焊接电流的增加值达到150A,到位后进行收弧,在焊接电流陡降80%时,工件停止转动待气孔排出,然后工件再转动1秒左右,同时焊接电流下降150A后停止送丝。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101032780A (zh) * | 2007-03-16 | 2007-09-12 | 唐山三友集团化纤有限公司 | 一种904l不锈钢焊接工艺方法 |
CN101229605A (zh) * | 2008-02-02 | 2008-07-30 | 泰山集团泰安市普瑞特机械制造有限公司 | 奥氏体不锈钢氩弧焊水冷焊接法 |
CN101323044A (zh) * | 2008-07-22 | 2008-12-17 | 渤海船舶重工有限责任公司 | 厚壁紫铜与奥氏体不锈钢不预热电弧熔化焊接方法 |
CN110355449A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-10-22 | 浙江东南网架股份有限公司 | 一种低本底不锈钢06Cr19Ni10结构的焊接施工方法 |
CN114226925A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-25 | 广州市洲航船舶设备有限公司 | 一种不锈钢工件对接深熔氩弧焊接方法 |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101032780A (zh) * | 2007-03-16 | 2007-09-12 | 唐山三友集团化纤有限公司 | 一种904l不锈钢焊接工艺方法 |
CN101229605A (zh) * | 2008-02-02 | 2008-07-30 | 泰山集团泰安市普瑞特机械制造有限公司 | 奥氏体不锈钢氩弧焊水冷焊接法 |
CN101323044A (zh) * | 2008-07-22 | 2008-12-17 | 渤海船舶重工有限责任公司 | 厚壁紫铜与奥氏体不锈钢不预热电弧熔化焊接方法 |
CN110355449A (zh) * | 2019-07-12 | 2019-10-22 | 浙江东南网架股份有限公司 | 一种低本底不锈钢06Cr19Ni10结构的焊接施工方法 |
CN114226925A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-25 | 广州市洲航船舶设备有限公司 | 一种不锈钢工件对接深熔氩弧焊接方法 |
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