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    三峡工程引水压力钢管H610U2对接

    发布人:武汉纳瑞格智能设备有限公司 发布时间:2015-09-25 14:29

          图1.      图2. 
         应用案例:


         三峡引水压力钢管超窄间隙MAG焊接:

        右边图1.图2为三峡水电站引水压力钢管实物图
         引水压力钢管钢材为H610U2调质钢
     

     

    为评测H610U2调质钢超超窄间隙MAG焊焊接质量,下面对H610U2钢对接平焊后的焊接接头进行力学性能分析:
           H610U2调质钢, T= 51mm, 超窄间隙MAG平焊焊接,单面U形坡口,坡口面角度为1°~2°;
           保护气体为
    80%Ar +20% CO2,  采用单面单道多层焊工艺;
           焊丝:日本神钢株式会社生产的  Ф1.2mm MGS-63B焊丝,相当于AWS的EB90S-G;
           焊前预热温度为110℃左右,道间温度为110℃。

     
    一. 焊接接头的宏观形态与显微组织

     
                   
    图3.  对接焊缝图及热影响区宽度                                                                 图4. 母材及焊接接头显微组织

           从图3焊接接头宏观形态看,超窄间隙MAG焊焊接热影响区宽度仅有1.25mm,为传统埋弧焊方法的1/3左右。
           H610U2钢为调质态,其显微组织为索氏体+少量铁素体(图4a); 焊缝区为细小的针状铁素体,并有少量先共析铁素体共存(图4b);  过热区为贝氏体组织,奥氏体晶粒有所长大(图4c);  正火区组织为细小的贝氏体组织(图4d);  不完全正火区组织为贝氏体+少量铁素体(图4e),其组织形态与母材(图4a)相似,这表明不完全正火区只有少部分参与了相变重结晶过程,大部分组织未发生变化。

    二. 焊接接头的显微硬度分布
                     
             
                 图5. H610U2钢超窄间隙MAG焊接接头硬度分布    
         
            图5是焊接热输入为7~8KJ/cm条件下焊接接头的显微硬度分布。
           从图5可看出,焊缝区平均硬度高于热影响区和母材区约HV50,是与焊缝区的化学成分和针状铁素体组织有关。焊接热影响区未出现明显脆硬现象,这在传统焊接工艺技术中是较难实现的。
                                                                                                         
    三. 焊接接头的力学性能 

              
                                 
                  图6. 焊接接头弯曲实验                                 图7.  焊接接头拉伸                                 图8. 焊接接头各区冲击功比较   T=51mm                                                                                                                         
     
         根据GB/T232-2002,制作背弯试件3件,面弯试件3件,如图6所示,焊接接头没有出现任何裂纹,表明该工艺条件下的焊接接头塑性及融合面质量良好。
          根据GB/T228-2002,制作拉伸试件4件,如图7所示,经拉伸检测,该试件均断于远离焊缝和热影响区的母材区上,说明焊缝区和热影响区的抗拉强度接近或高于母材。
          根据JB4708-2000,制作焊缝区试件6件,热影响区试件6件,母材区试件3件,进行了常温夏比V形缺口冲击检验。如图8,结果表明,热影响区的平均冲击吸收功比母材区降低仅18%,说明超窄间隙MAG焊工艺较低的焊接热输入,对减小焊接热循环对热影响区的塑韧性损伤是极其有效的措施。


    本应用案例得出结论:

          1. 与现有焊接工艺相比,H610U2厚板超窄间隙MAG焊接焊缝填充面积减小约60%,焊接生产率成倍提高,焊接生产成本、焊接残余应力与残余变形大幅度降低,这是超窄间隙MAG焊的综合技术优势和经济成本优势;
          2. H610U2厚板超窄间隙MAG焊的热影响区仅有1.25mm左右,是现有焊接工艺的1/2~1/3,且粗晶脆化倾向显著降低,这是超窄间隙MAG焊的最显著技术优势;
          3. 超窄间隙MAG焊工艺用于H610U2钢重要厚板钢结构的制造和安装,焊接质量优异,已不存在任何技术障碍。                                                           
                
                               
     

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