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16mn钢管的焊接特点

发布时间:2021-11-25人气:9

1. 16mn化学成分如下表(%):


元素 C≤ Mn Si≤ P≤ S≤ Al≥ V Nb Ti


含量 0.2 1.0-1.6 0.55 0.035 0.035 0.015 0.02-0.15 0.015-0.06 0.02-0.2


16mnC力学性能如下表(%):


机械性能指标 伸长率(%) 试验温度0℃ 抗拉强度MPa 屈服点MPa≥


数值 δ5≥22 J≥34 σb(470-650) σs(324-259)


其中壁厚介于16-35mm时,σs≥325Mpa;壁厚介于 35-50mm时,σs≥295Mpa


2. 16mn钢的焊接特点


2.1 碳当量(Ceq)的计算


Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5


计算Ceq=0.49%,大于0.45%,可见16mn钢焊接性能不是很好,需要在焊接时制定严格的工艺措施。


2.2 16mn钢在焊接时易出现的问题


2.2.1 热影响区的淬硬倾向


16mn钢在焊接冷却过程中,热影响区容易形成淬火组织-马氏体,使近缝区的硬度提高,塑性下降。结果导致焊后发生裂纹。


2.2.2 冷裂纹敏感性


16mn钢的焊接裂纹主要是冷裂纹。


二、焊接施工流程


坡口准备→点固焊→预热→里口施焊→背部清根(碳弧气刨)→外口施焊 →里口施焊→自检/专检→焊后热处理→无损检验(焊缝质量一级合格)


三、焊接工艺参数的选择


通过对16mn钢的焊接性分析,制定措施如下:


1. 焊接材料的选用


由于16mn钢的冷裂纹倾向较大,应选用低氢型的焊接材料,同时考虑到焊接接头应与母材等强的原则,选用E5015 (J507)型电焊条。


化学成分见下表(%):


元素 C Mn Si S P Cr Mo V Ti


含量 0.071 1.11 0.53 0.009 0.016 0.02 0.01 0.01 0.01


力学性能见下表:

机械性能指标 σb(Mpa) σs(Mpa) δ5(%) Ψ(%) AkvJ-30℃


数值 440 540 31 79 164 114 76


2. 坡口形式:(根据图纸和设备供货)


3. 焊接方法:采用手工电弧焊(D)。


4. 焊接电流:为了避免焊缝组织粗大,造成冲击韧性下降,必须采用小规范焊接。具体措施为:选用小直径焊条、窄焊道、薄焊层、多层多道的焊接工艺(焊接顺序如图一所示)。焊道的宽度不大于焊条的3倍,焊层厚度不大于5mm。第一层至第三层采用Ф3.2电焊条,焊接电流100-130A;第四层至第六层采用Ф4.0的电焊条,焊接电流120-180A。


5. 预热温度:由于16mn钢的Ceq>0.45%,在焊接前应进行预热,预热温度T0=100-150℃,层间温度Ti≤400℃。


6. 焊后热处理参数:为了降低焊接残余应力,减小焊缝中的氢含量,改善焊缝的金属组织和性能,在焊后应对焊缝进行热处理。热处理温度为:600-640℃,恒温时间为2小时(板厚40mm时),升降温速度为125℃/h 。


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