对于低温钢的技术要求一般是:在低温环境下具有足够的强度和充分的韧性,具有良好的焊接工艺性能、加工性能和耐腐蚀性等。其中低温韧性,即低温下防止脆性破坏发生和扩展的能力是最重要的因素。所以,各国通常都规定出最低温度下的一定的冲击韧性值。
在低温钢成分中,一般认为,碳、硅、磷、硫、氮等元素使低温韧性恶化,其中磷的危害最大,所以在冶炼中应早期低温脱磷。锰、镍等元素能使低温韧性提高。每增加1%的镍含量,脆性临界转变温度约可降低20℃左右。
1、坡口加工低温钢焊接接头的坡口形式跟普通碳素钢、低合金钢或者不锈钢的并没有什么原则区别,可以按常规处理。
但是对9Ni刚来讲,坡口张角最好不小于70度,钝边最好不少于3mm。
所有低温钢材都可以用氧炔焰来切割。只是在气割9Ni钢时切割速度要比气割普通碳素结构钢时稍稍放慢一些。钢材厚度若超过100mm,气割前可将割口预热到150—200℃,但不得超过200℃。
气割对受焊接热影响的区域并没有什么不良的影响。但是由于含镍钢具有自硬特性,割口表层会硬化。为了确保焊接接头能有令人满意的性能,施焊前最好用砂轮将割口表层打磨平整干净。
在焊接施工中倘若要除掉焊道或母材,可以采用电弧气刨。但是在重新施工之前仍旧应当把槽口表面打磨干净。
氧炔焰气刨不能采用,因为它有使钢材过热的危险性。
2、焊接方法的选用低温钢可用的典型焊接方法有电弧焊、埋弧焊、熔化极氩弧焊等。
(1)电弧焊是低温钢最常用的焊接方法,它可在各种焊接位置上施焊。其焊接热输入量约是18—30KJ/cm左右。倘若使用低氢型电焊条,可以得到完全令人满意的焊接接头,不但机械性能好,缺口韧性也相当优良,此外,电弧焊还有焊机简单便宜,设备投资少,可不受位置、方向的限制等优点。
低温钢埋弧焊的热输入量约有10—22KJ/cm。由于它设备简单,焊接效率高,操作方便,所以用得很广泛。但是由于焊剂的隔热作用,会使冷却速度减慢,所以产生热裂纹的倾向性也较大,加之从焊剂中常可能有杂质和Si进入焊缝金属,这就会更助长这种倾向,因此在采用埋弧焊时要注意焊丝、焊剂的选配和慎重仔细地进行操作。
(2)CO2气体保护焊所焊成的接头韧性较低,所以在低温钢焊接中不予采用。
(3)钨极氩弧焊(TIG焊)通常都是手工操作,其焊接热输入量局限在9—15KJ/cm范围内。因此,虽然焊接接头有完全令人满意的性能,但当钢材厚度超过12mm时就完全不适用了。
(4)熔化极氩弧焊(MIG焊)是目前低温钢焊接中应用最广的自动或半自动焊接方法。
它的焊接热输入量23—40KJ/cm。根据熔滴过渡方式,它可分为短路过渡工艺(热输入量较低)、射流过渡工艺(热输入量较高)和脉冲射流过渡工艺(热输入量最高)三种。短路过渡MIG焊存在着熔深不够的问题,可能出现熔合不良的缺陷。其他方式MIG焊液存在类似问题,只是程度有所不同。为了使电弧更为集中以取得满意的熔深,可以在充当保护气体的纯氩中渗入百分之几到百分之几十的CO2 或O2。合适的百分数应针对所焊的具体钢种通过试验来加以确定。
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