304不鏽鋼(gāng)管(guǎn)熱處理國外普(pǔ)遍采用帶保護氣體的無氧化連續熱處理爐,進行生(shēng)產過程中的中間(jiān)熱處理和終的成品熱(rè)處理,由於可(kě)以獲得無氧化(huà)的光亮表(biǎo)麵,從而取(qǔ)消了傳統的酸洗工序。這一熱處(chù)理工藝的采用,既改善了鋼管的質量,又克服了酸洗對環境的汙染。
根據目(mù)前世界發展的(de)趨勢,光亮連續(xù)爐基本分為三種類型:
(1)輥底式光亮熱處(chù)理爐。這種爐型適(shì)用於大規格、大(dà)批(pī)量鋼(gāng)管熱處理,小時產量為(wéi)1.0噸以上(shàng)。可使用的保護(hù)氣體為高純度氫氣、分解氨及其它保護氣體。可(kě)以配備有對流冷(lěng)卻係統,以便較快地冷卻鋼管。
(2)網帶式光亮熱處理(lǐ)爐。這種(zhǒng)爐(lú)型適合於小直徑薄壁精密鋼管,小時產量約為0.3-1.0噸,處理鋼管長度可達(dá)40米,也可以(yǐ)處理成卷的毛細管。
(3)馬弗式光亮熱處理(lǐ)爐。鋼管裝(zhuāng)在連續的把架上,在馬弗管內運行加熱,能以較低的成本處理(lǐ)優質(zhì)小直(zhí)徑薄壁鋼管,小時產量約在0.3噸以上。
氬弧焊
不鏽鋼焊管要(yào)求熔深焊透,不含氧化物(wù)夾雜,熱影響區盡可能小,鎢極惰性(xìng)氣體保護的氬弧焊具(jù)有(yǒu)較好的適應性,焊接質量高(gāo)、焊透性能好,其產品在化工、核工業和食品等工業中得到(dào)廣泛(fàn)應用。
焊接速度不高是(shì)氬弧焊的不足之處,為提高(gāo)焊接速度,國外研究開發了多種方法。其中由單電極單焊炬發(fā)展采用多電極多焊炬的焊接方法(fǎ)在生產中應用。70年代德國(guó)首先采(cǎi)用多焊炬沿焊縫方向直線排(pái)列,形成長形(xíng)熱(rè)流分布,明顯(xiǎn)提高焊速。一般采(cǎi)用三電極焊炬的氬弧焊,焊接鋼(gāng)管壁厚S≥2mm,焊接速度比單焊炬提(tí)高3-4倍,焊接質量也得以改善。氬弧焊與等(děng)離子焊組合可(kě)以焊接更大壁厚的鋼管,此外,在氬氣(qì)中5-10%的氫氣,再采用高(gāo)頻脈衝焊接電源,也可提高焊(hàn)接速度。
多焊炬氬弧焊適用於奧氏體和鐵素體不鏽鋼管的焊接。
高頻焊用於碳鋼焊管生產已經有40多年的曆史(shǐ),但用於焊接不鏽鋼管卻是較(jiào)新的技術。其生產的經濟性,使其產品更為廣泛地用於(yú)建築(zhù)裝飾、家用(yòng)器具(jù)和機械結構領域。
高頻焊接具有較電源(yuán)功率,對不(bú)同的材質、外徑壁(bì)厚的鋼管(guǎn)都能達到較高(gāo)的焊接速(sù)度。與氬弧焊相比,是其高焊接速度的10倍以(yǐ)上。因此,生產一(yī)般用途的不鏽鋼管具有較高的生產率。
因(yīn)為高頻焊接速度高,給焊管內(nèi)毛刺的去除帶來困難。目前,高頻焊不鏽鋼管尚不能為化工、核工業所接受,這也是其原因之一。
從焊接材質看,高頻焊可以(yǐ)焊接各種類型的奧氏體不鏽鋼管。同時,新鋼種的開發和成型焊接方法(fǎ)的進步,也成功地焊(hàn)接了鐵(tiě)素體不鏽鋼AISI409等鋼種。
組合焊接技術
不鏽鋼焊管的各種(zhǒng)焊接方法均有各自的優(yōu)點和不足。如何揚長避(bì)短,將幾種焊接方法加(jiā)以組合形成新的焊接工藝(yì),滿足人(rén)們對不鏽鋼焊管質量和(hé)生產效率的要求,是當前不鏽鋼焊(hàn)管技術發展的新趨勢。
經過近幾年的探索研究,組合焊接工藝已取得了進展(zhǎn),日本(běn)、法國等國家的不鏽鋼焊管生產已掌握了一定的組合焊接技術。
組合焊接方(fāng)法有:氬弧(hú)焊加等離子焊(hàn)、高頻焊加等離子(zǐ)焊、高頻預熱加三焊炬氬弧焊、高頻預熱加等離子加氬弧焊。組(zǔ)合焊接提高焊速十分(fèn)顯著。對(duì)於采用高頻預熱的組合(hé)焊接鋼管焊縫質量與常規的氬弧焊、等離(lí)子焊相當,焊接操作(zuò)簡單,整個焊接(jiē)係統易實現自動化,這(zhè)種組合易(yì)於與現有的高(gāo)頻焊接(jiē)設備銜接,投資成本低,效益(yì)好。
01
TIG焊在生產(chǎn)中已經得(dé)到廣泛的應用,它可(kě)以(yǐ)獲得優質焊縫,常用來焊接有(yǒu)色金屬、不鏽(xiù)鋼、超高強度鋼等材料。但是TIG焊存在熔深淺(≤3mm)、焊接效率低等缺點,對(duì)於厚板(bǎn)需(xū)要開坡口進行多(duō)道焊。增大焊接電流(liú)雖然能使熔深增加,但熔寬和熔池(chí)體積增加的幅度要遠大(dà)於熔深的增加幅度。
02
活性化TIG焊方法近年來引起了(le)世界(jiè)範(fàn)圍內的重視。這種技術是在焊前將焊縫表麵塗(tú)敷上(shàng)一層活性(xìng)焊劑(簡稱活性劑),在相(xiàng)同的焊接規(guī)範下,同常規的TIG焊相比,可以大幅(fú)度地提高熔深(大可達300%)。對於8mm的厚板(bǎn)焊接(jiē)可以不(bú)開(kāi)坡(pō)口一次獲(huò)得較大的熔深或一次焊透,對於薄板可以在不改變焊接速度的情況下減小(xiǎo)焊接熱輸入。目前A-TIG焊可(kě)以用於焊接不鏽鋼、碳(tàn)鋼、鎳基合金和鈦(tài)合金等材料。同傳統的TIG焊相比,A-TIG焊,可以大大地提高生產率,降低(dī)生產成本,同時還可以減小焊接變形,具有(yǒu)非常重要的應用前景。 A-TIG焊關鍵的因素(sù)在於活(huó)性劑成(chéng)分的選配。目前常用的活性(xìng)劑成分(fèn)主要有氧化物、氯化物和氟化物,不同的材料,其(qí)適用的活性劑成分不同。但是由於這種技(jì)術的重要性(xìng),活性(xìng)劑的成分和配方在PWI和EWI都有專利限製,公(gōng)開(kāi)出版物上很少報道。目前對A-TIG焊(hàn)的研究(jiū)主要集中在活性劑作用機理的(de)研(yán)究和活性化焊接應用技術(shù)的研究兩個(gè)方麵。
03
目前國內(nèi)外開發並使用的活性劑(jì)主要有三種類型:氧化物(wù)、氟化物和(hé)氯化物。早期由PWI研製的用於鈦合金焊(hàn)接的活性劑以氧化物和氯化(huà)物為主,但是(shì)氯化(huà)物的毒性大,不利於推廣和應(yīng)用。目前國外焊接不鏽(xiù)鋼、碳鋼等所使用的活性(xìng)劑以氧化物為主,而對於鈦合金材料的焊接(jiē)其(qí)活性劑中含有一定(dìng)的氟化物成分。
04
單一成分的活性劑對不鏽鋼焊縫成形的影響:
(1) 對於塗敷了SiO2活性劑的焊縫,隨著SiO2塗敷量的增加,焊道寬度逐漸變窄,弧坑變長變窄變深。焊道後部餘高變高,在(zài)塗敷活(huó)性劑和未塗(tú)敷活性劑的交接處,焊道金屬堆積多,在所有(yǒu)活性劑中,SiO2對焊縫成形作用效果大。
(2) 活(huó)性劑(jì)NaF、Cr2O3對焊道成形的影響不明(míng)顯。隨著塗敷量的增加,焊縫寬度變(biàn)化並(bìng)不大,弧坑也沒有明顯變(biàn)化。與無活性劑的焊縫相比,焊道寬度也沒有明顯的(de)變化,但弧(hú)坑比無活性劑的要大。
(3) 隨著TiO2塗敷量的(de)增加,焊道外觀變化不大,弧(hú)坑沒有明顯變化,與無活性劑時(shí)相(xiàng)似。但所形成的焊縫表麵比較平整規則,沒有出(chū)現(xiàn)咬邊現象,比無活性劑的焊(hàn)道成形要好。
(4) 活性(xìng)劑CaF2對焊(hàn)道成形影響(xiǎng)較(jiào)大。隨(suí)著CaF2塗(tú)敷量的增(zēng)加(jiā),焊縫成形變差,弧(hú)坑(kēng)變化不大,焊縫寬度變化不(bú)大。但隨著(zhe)CaF2量的增加出現咬邊等缺(quē)陷。
(5) 對熔深的影(yǐng)響上,與無活性劑相比,上述五種活性劑都能夠增加焊縫的熔深(shēn),而且隨著塗敷量的增加(jiā),熔深也相應的(de)增加。但是當塗敷量達到一定值時,熔深增加達到飽和,再增加塗敷量,熔(róng)深反而下降。
