F8P4耐热钢烧结焊剂的研制及应用下拉力计
F8P4耐热钢烧结焊剂的研制及应用(下)
F8P4耐热钢烧结焊剂的研制及应用(下) 2011: 1.3.工艺性能调整 F8P4焊剂为碱性渣系,调整工艺性能的难点是解决“麻点”。“麻点”又称气体压痕,焊接过程中熔渣的凝固速度快,产生的气态物质来不及从熔池表面穿过熔渣逸出,滞留在熔池和熔渣的界面,凝固时压迫熔敷金属,在焊缝表面形成压痕。F8P4要求有较高的碱度,熔渣中必然要加入大量的CaO、MgO等碱性氧化物,烧结焊剂中加入大量CaCO3,一方面增加了焊剂的氧化性,造气增多,产生“麻点”,烟尘增大,恶化了工艺性能;另一方面,烧结焊剂中CaCO3分解,焊剂颗粒体积发生疏松,降低了焊剂的颗粒强度,影响焊剂的使用性能。加入大量MgO,虽然改善熔渣透气性,减少“麻点”,但MgO易与水结合成Mg(0H)2,增加焊剂中的含氢量,导致熔敷金属中扩散氢含量升高,使其用量受到了限制。在调整过程中,我们用一些中性氧化物(如:Al2O3、ZrO2等)来代替CaCO3和SiO2造渣。碱性渣系中,CaF2含量较大,用CaF2来代替部分MgO,用少量CaSiO3代替部分CaCO3等措施,使F8P4焊剂在保证高碱度的同时,也取得令人满意的工艺性能。
1.4.低温韧性的调整
熔敷金属力学性能调整过程中,最难达到要求的是低温冲击韧性AKV(-20℃)≥54J,因为国内焊接Cr-MO耐热钢只要求常温冲击吸收功,而F8P4是按国外要求,代替进口产品,所以给设计带来一定难度。我们采取以下措施提高焊缝低温冲击韧性:
(1)原材料选择:所用原材料主要成分要求其纯度(含量)要高,S、P等有害元素含量要严格控制,焊接过程中,原材料中的S、P一旦进入熔池,则不易脱去,P更难脱,直接影响到焊缝内在质量。
(2)提高焊剂碱度:F8P4焊剂碱度较高,控制在Bi=2.7左右,熔敷金属扩散氢含量及氧含量都很低,碱度较高焊剂中的S、P很难向焊缝过渡。
(3)合金系的调整:调整力学性能过程中,发现合金系调整以微量Ti-B-Ni的合金化效果最好,加入微量Ti、B可改变焊缝中夹杂物的分布形态及有效地细化铁素体晶粒,从而能改善焊缝的韧性。
1.5.焊缝化学成分的确定及熔敷金属力学性能
1.5.1熔敷金属的化学成分:
经反复大量试验,确定F8P4焊剂配合H08CrMoA经焊后,熔敷金属化学成分及力学性能如下:
表5:熔敷金属化学成分%(TABLE 5: CHEMICAL COMPOSITION OF DEPOSIT METAL):
X=(10P+5Sb+4Sn+As)/100=(10×0.01+5×0.006+4×0.005+0.001)/100=15ppm
1.5.2熔敷金属力学性能
(1)母材:12CrMo钢板、规格300×150×20,坡口形式按GB12470-90《低合金钢埋弧焊焊剂标准》要求。
(2)焊丝:H08CrMoA焊丝规格Φ4.0mm,其化学成分实测值见表6。
表6:H08CrMoA焊丝化学成分%(TABLE 6: COMPOSITION OF WIRE H08CrMoA)
(3)电源特性:直流反接
(4)工艺参数:第一层:I=450A U=32V V=360mm/min其余各层:I=500-550A U=32VV=420 mm/min层间温度≤300℃(4)PWHT:按技术指标要求。(5)熔敷金属扩散氢含量:依据GB/T3969-1995《熔敷金属中扩散氢测定方法》要求,采用甘油法进行测定,其结果为:0.95mL/100g.(6)熔敷金属力学性能(TABLE 7: MECHANICAL PROPERTIES OF DEPOSIT METAL)
表7
(7)熔敷金属硬度试验:按以上工艺参数在20×50×100mm钢板上堆焊至少四层,试块经680℃±10℃×6h热处理,然后按GB231测定5点硬度点,结果见表8(TABLE 8)。
表8
从以上试验结果,各项指标均符合F8P4焊剂的技术指标要求,生产批量焊剂,经中国石化集团公司南京化学工业公司化工机械厂工艺评定及试用,完全能达到使用要求。
2结论
2.1.研制的F8P4埋弧用耐热钢烧结焊剂,工艺性能、物理化学性能良好,达到设计要求。
2.2.F8P4焊剂,熔敷金属扩散氢含量低,脆性转变温度较低,能满足施焊要求,批量生产后,经中国石化集团公司南京化学工业公司化工机械厂使用,效果良好已代替进口产品,节省外汇。
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