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精密管技术

定尺精密光亮钢管焊接工艺

控制氢的措施(1)限制定尺精密光亮钢管焊接材料中的氢含量制造各种用于制造焊条、焊剂和药芯焊丝的原料,如有机物、天然云母、水玻璃、铁合金等,不同程度地含有吸附水、结晶水、化合水或氢溶解氢。在制造氢气或超低氢([H]<1mL/100g)焊条和焊剂时,应尽量选择不含氢气或少量氢气的原材料。

对焊条、焊剂的加工,适当提高烘焙温度,可以降低定尺精密光亮钢管焊接材料中的水分含量,从而降低焊缝氢气含量。在长时间存放时,焊条、焊剂会吸潮,其结果将导致焊缝增氢,影响定尺精密光亮钢管焊接工艺性能。焊条药皮的吸水量与药皮的组成、粘结剂的种类和大气中水汽的分压力等因素有关。

定尺精密光亮钢管

因为定尺精密高光亮钢管焊接材料具有吸湿性,在使用前应进行干燥,这是生产氢气的有效方法。采用低氢焊条时,一定要按3辊精轧精密钢管技术要求认真干燥。增加烘烤温度可降低定尺精密光亮钢管焊缝金属的氢含量,但烘烤温度也不能过高,否则焊条药皮中的成分会发生反应,使焊条药皮失去应有的冶金效果。电焊条、焊剂干燥后应立即使用,或暂时存放在低温烘箱和热水筒内,以免再次吸潮。

(2) 清除定尺精密光亮钢管和焊丝表面的油污、定尺精密光亮钢管附近的杂质、焊丝表面的腐蚀、油污和水分是导致定尺精密光亮钢管焊缝氢化的原因之一,焊接前应仔细清除。特别是在焊接铝、铜等有色金属时,更要认真清除表面杂质和氧化膜。另外,由于氢气作用会产生气孔、裂纹,导致精密精轧光亮钢管焊接接头性能下降。

(3) 通过控制定尺精密光亮钢管焊接冶金反应,降低气相中氢的分压,降低氢在液态金属中的溶解度。特别是调整焊接材料的成分,使冶金反应产物稳定。1)在焊条药皮和焊剂中加入氟化物。CaF2是最常用的焊剂,添加7%~8%(质量分数)的CaF2能使定尺精密光亮钢管焊缝含氢量显著降低。添加MgF2、BaF2等,可不同程度地降低焊缝中氢含量。

定尺精密光亮钢管

实验证明,在高硅型高锰焊剂中添加适当比例的CaF2和SiO2,可显著降低焊缝氢含量。2)焊料氧化还原势的控制。结果表明,氢气在定尺精密光亮钢管熔池中的平衡浓度[H]=KpH2pH2OO[](3-4)由式(3-4)可知,气相中氧化性增加,或提高熔池中的含氧量可降低熔池中氢的平衡浓度。

这是因为氧化性气体夺氢生成稳定的OH,反应式为CO2+H==CO+OH(3-5),这降低了气相中氢的分压。低氢焊条药皮碳酸盐含量很高,高质量的精密钢管焊接时碳酸盐被加热分解并析出CO2,根据式(3-5)进行反应脱氢。定尺精密光亮钢管CO2气体保护焊缝中氢含量较低也是原因之一。

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