文档介绍：焊接
●焊接材料●
管线钢多丝埋弧焊烧结焊剂焊接工艺性能研究
任德亮,王立伟,许昌玲,张立英,王海生,王庆国,田鹏,廖波
燕山大学材料学院,河北秦皇岛;石家庄铁道学院材料系,河北石家庄;
华北石油钢管有限公司,河北青县
摘要:对管线钢用多丝埋弧焊烧结焊剂主要组分对焊接工艺性能的影响规律进行了试验研究,在此基础上
研制出一种基于渣系、碱度在~ 之间的新型烧结焊剂。试验表明,该
焊剂在多丝埋弧焊时具有良好的焊接工艺性能,焊接接头各项力学性能均能满足级管线钢的焊接要求。
关键词:烧结焊剂;工艺性能;焊剂组分多丝埋弧焊;管线钢
中图分类号: 文献标识码: 文章编号:( )
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我国管线钢多丝埋弧焊工艺是世纪年代的影响规律的研究,国内外最常用的仍然是采用
随着大规模油气管线建设的需要,从国外引进先进技大量试验的方法。因此,本文采用单因素轮换法对
术并消化吸收而发展起来的一种新型高效焊接方法。烧结焊剂主要组分对焊接工艺性能的影响规律进
由于该方法在我国的应用时间较短,这方面的研究工行了试验研究,在此基础上开发出一种新的管线
作还较少。特别是与之配合的烧结焊剂与国外专用焊钢用烧结焊剂。
剂相比存在较大差距,在生产中经常因为焊剂质量问焊剂渣系及碱度的确定
题而被迫停产。因此钢管生产厂家迫切要求对国产烧
结焊剂进行改进并开发相应的专用焊剂。众所周知,对于焊缝金属冲击韧度要求不高
焊接过程是一个非常复杂的物理化学过程, 的焊剂,通常采用碱度较小的高硅型渣系,可以获
其特点是反应温度高、时间短,参加反应的各种物得良好的焊接工艺性能,具有适用于交流焊接、电
相难以达到平衡,因此,目前还很难对焊接冶金过弧稳定、脱渣容易、焊缝成形美观、对铁锈敏感性
程进行定量分析。关于焊剂组分对焊接工艺性能小等特点。当对焊缝金属冲击韧度要求较高时,一
般选择碱度较高的氟碱型渣系,有利于提高焊缝
收稿日期: 金属的冲击韧度,但其工艺性能不如高硅型渣系。
基金项目河北省科技研究与发展计划资助项目() 管线钢多丝焊时既要求焊剂具有良好的焊接
作者简介:任德亮(),男,河北平山人,教授,硕士,主要从事
工艺性能,又要求焊缝金属具有较高的低温冲击
焊接材料与工艺研究;电话: ;
: 韧度,因此必须协调解决这两者之间的矛盾。本文
《热加工工艺》年第卷第期
焊接( w e l d i n g
经过分析和试验,发现国外这类焊剂采用的是一定其为主要组分进行研究。另外,考虑焊剂的脱氧
种不同于现有渣系的新型焊剂,其碱度较低,属于性能、焊缝合金化及调整焊剂碱度的需要,向焊剂
一种中性偏碱性的焊剂。从理论上讲,如果配方设中加入适量的铁合金、石英和其他物质等。
计合理,这种焊剂即可兼顾力学性能和工艺性能 3 试验结果与分析
两方面的要求[1,2]。
本文根据 X 管线钢多丝埋弧焊对烧结焊采用单因素轮换法测定五种主要组分对焊接
剂工艺性能的特殊要求,经过分析和试验,提出一工艺性能的影响,主要考察焊缝咬边、焊缝光滑程
种基于 MgO 2l 2O3 2 2 渣系、碱度、焊缝表面颜色、脱渣性,并测量余高和熔宽以
度 BIIW 在 ~ 之间的烧结焊剂,并对主要组说明熔渣的流动性和铺展性。
分对焊剂工艺性能的影响规律进行了研究,获得由表 1 可见,MgO 含量为 15%时,成形最好;
了较为理想的焊剂配方。 MgO 含量少时,熔渣氧化性较大,焊缝部分被氧
化为蓝色;MgO 含量过高时,由于其熔点较高,熔
2 试验方法及试验材料
渣的流动性较差,脱渣性变差,出现轻微咬边。
焊剂工艺性能试验是在厚的 X 由表 2 可见,CaF2 含量为 20%时,成形最好;
管线钢上进行的,焊丝为 H08C。在实验室用 MZ CaF2 含量少时,熔渣流动性较差,焊缝较窄且有
型埋弧焊机焊接,选择与实际生产相同轻微咬边;CaF2 含量过高时,熔滴过稀,电弧“空
的焊接线能量,工艺参数为:1 000 A,U= V , 腔”壁将难以稳定地保持,易使“空腔”破坏,在“空
焊接速度 1 m/min,焊丝伸出长度。焊接完腔”遭到破坏的瞬间,空气将注入电弧区,焊缝出
[3]
毕后,记录各种成分对稳弧性、脱渣性和成形性等现麻点。三组焊缝随 CaF2 含量增加而变宽,说明
指标的影响,测量焊缝的余高和熔宽,最后综合比 CaF2 能改善焊道的铺展性和熔合性。
较打分(满分为分)。由表 3 可见,A12O3 含量为 30%时,焊缝表面
实验发现,镁砂、萤石、刚玉、锰矿和硅灰石等的