高压容器/高压锅炉

    高压容器BHW35调质高强钢焊接

    发布人:武汉纳瑞格智能设备有限公司 发布时间:2015-09-26 11:02

                                         应用案例:锅炉/压力容器BHW35钢超窄间隙MAG焊环缝焊接
     
       

    锅炉/压力容器BHW35钢超窄间隙MAG焊焊接质量分析

     

    超高压容器BHW35钢 ,   T=97mm  ,   UNG-MAG超窄间隙焊接,单层单道,多层填充;  双面U形对接坡口;
    焊丝选用Ф1.2mm的H10Mn2NiMoA;
    超窄间隙熔化极混合气体:
    80%Ar+20%CO2; Ar流量13L/min , CO2流量3L/min;
    采用全数字化脉冲MAG/MIG电源,焊接电流210A, 电弧
    电压24.2V,焊接速度4.66mm/s ;
    预热温度为150℃ ,层间温度为110℃。

    一. 焊接接头宏观形态与显微组织
     
            超窄间隙MAG焊双面U形对接坡口,图1;
           从图2可见,焊层(道)清晰,厚度十分均匀。正反面填充焊层(道)均为8层,总计16层,平均焊层厚度6mm。两侧壁熔合后的宽度约7mm,单侧壁熔合深度0.5mm左右。热影响区宽度极窄(小于1.8mm),这几乎与高能密度焊方法相近。
           因采用更低的焊接线能量,热影响区宽度仅为传统埋弧焊方法的1/5~1/3。
     
                                                         
                                                                   
                                       图1. 坡口形式及尺寸                          图2. BHW35钢焊接接头

                 
             BHW35钢超窄间隙MAG焊接接头不同区域的显微组织如图3所示:图3(a)是母材区,为铁素体、贝氏体和珠光体组织;图3(b)是临近母材的不完全重结晶区,主要为铁素体、贝氏体和索氏体组织(相变后组织);图3(c)是晶粒细小的完全重结晶区,为贝氏体+少量铁素体组织;图3(d)是过热区,主要为贝氏体组织;图3(11)(12)均是焊缝区,为典型的针状铁素体组织,因此,焊缝金属将具有更高的强韧优越性。
        
                                           图3.  母材及焊接接头显微组织

    二. 焊接接头的显微硬度分析
      
                                                                 
     
                                                                                             图4.  BHW35钢焊缝中心及焊缝两侧维氏显微硬度

          从图4中看出,焊缝区和热影响区的维氏硬度均高于母材,这一结果与拉伸检测中断口均位于母材区完全吻合。热影响区的硬度高于母材,可能与该区发生了大量的贝氏体组织转变有关。热影响区的最高硬度在HV10330左右,与焊缝区的硬度基本一致。焊缝区的硬度高于母材区较多,除去焊缝化学成分和高强度匹配因素外,可能与焊缝呈大量细小针状铁素体组织有关。

    三. 焊接接头的力学性能分析

     
                                                        
                                          图5. 焊接接头弯曲                                图6.  焊接接头拉伸                              图7. 焊缝接头各区冲击功比较
     
              如图5,分别从测试件厚度方向的上下表面、中部共取出试件3件,做180度弯曲检测,焊缝区和热影响区均未发生开裂,说明焊接接头的塑性和冶金连续性良好。
          根据GB/T228-2002标准,在试件厚度方向的上中下不同部位取拉伸试样6件,拉伸后的试样如图6,试件均断裂在远离焊缝区和热影响区的母材区,这表明焊接接头不存在强度弱化区,焊缝与热影响区的平均强度均高于母材强度。
          根据jb4708-2000标准,在试件厚度方向的上下表面取样,进行了夏比V型缺口冲击检测。结果表明,超窄间隙MAG焊的焊接热循环对母材的韧性损伤极小,热影响区的冲击功仅比母材降低了8.2%,这是超窄间隙的显著特点。

    锅炉BHW35钢超窄间隙MAG焊检测结论:
           1. 采用超窄间隙焊接技术,对BHW35钢焊接获得了两侧壁冶金熔合质量良好,焊缝成型美观的对接焊接接头;
           2. 焊接接头所有力学性能均满足国家标准;
           3. 较低焊接线能量条件下的超窄间隙MAG焊技术,其焊接热影响区宽度仅为传统技术的1/5~1/3,且塑韧性损伤极小,冲击功仅比母材降低8.2%。


                                            
                    
                                                        
     

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