20钢管化学成分
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表1 20钢管化学成分 元 素 C Si Mn S P 含量(%) 0.22～0.23 0.21～0.22 0.50～0.51 0.028～0.029 0.01～0.014 表2 焊材化学成分(%) 牌号 ER49-1 C ≤0.11 Si 0.65～0.95 0.038～0.034 0.79～0.88 0.653 0.16 Mn 1.80～2.10 0.46 1.88～1.94 1.57 0.43 S ≤0.030 0.024～0.035 0.011～0.017 0.024 0.010 P ≤0.030 Cr ≤0.20 0.02～0.021 ≤0.15 / / Ni / 0.029～0.043 ≤0.20 / / Cu / 0.074～0.077 / / / H08A 0.10 0.09～0.11 0.01 0.014～0.016 0.038 0.019 H08Mn2Si TIG-J50 0.107 E4303 0.08 表3 20钢管机械性能 参量 σb(MPa) σs(MPa) δ8(%) 数值 412.4～470.4 264.6～371.6 29～37 表4 E4303焊条机械性能 参量 σb(MPa) σ0.2(MPa) δ5(%) 数值 470 390 AKv(J)-20℃ 28.2 86.84、76平均82 焊接工艺参数和无损探伤、机械性能试验结果分别见表5、表6、表7。 表5 焊接试验工艺参数 焊 接 工 艺 参 数 接头型式和层次 分 焊组 道 焊接 电源 极性 焊接 直径 焊焊接接电电方法 材料 焊接速度 线能量 (kJ/cm) (mm) 流压(cm/min) (A) (V) 1.6 85 12 2.5 80 22 5 6 4.8 6 6 20钢管：D57×5mm水平固定1 1 TIG 正接 H08A E4303 12.2 21.1 12.8 21.1 13.5 2 SMAW 1 2 TIG 正H08Mn2Si 1.6 85 12 接 正接 E4303 2.5 80 22 2 SMAW 3 1 TIG TIG-J50 2.5 90 15 2 1 SMAW E4303 H08A E4303 2.5 90 23 6 20.7 20钢管：D57×5mm垂直固定4 TIG 正接 1.6 85 12 2.5 85 22 8 11 5 10.6 8 10 7.65 10.2 12.2 10.6 10.13 10.56 2-3 SMAW 1 TIG 正H08Mn2Si 1.6 85 12 接 5 2-3 SMAW 6 1 E4303 2.5 85 22 2.5 90 15 2.5 80 22 TIG 正TIG-J50 接 E4303 2-3 SMAW 表6 RT探伤结2.5果 分组号 缺陷性质 判定级别 1 2 3 4 5 6 多点气孔 Ⅰ、Ⅱ 夹 渣 无 多点气孔 无 夹 渣 Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ 表7 机械性能试验 拉力试验值 弯曲试验结果 90°面弯 90°背弯 分组号 δb(MPa) 1 2 3 4 5 6 461.1、452.1 无裂纹合格 无裂纹合格 480、480 无裂纹合格 无裂纹合格 460、450 无裂纹合格 无裂纹合格 460.8、450.2 无裂纹合格 无裂纹合格 485、495 无裂纹合格 无裂纹合格 430、445 无裂纹合格 无裂纹合格 2 现场焊接 我们在施工现场进行手工钨极氩弧焊打底焊接低碳钢管时，曾采用过H08(或H08A)、H08Mn2Si、TIG-J50及ER705-3和瑞典OK焊丝，十多年的应用经验表明，没有发生焊接质量事故，焊缝能够满足设计和使用要求。不同焊丝的差别主要是：使用H08A焊丝TIG打底时，焊缝根部容易产生气孔，焊缝成型差；使用H08Mn2Si和TIG-J50焊丝打底时，焊缝成型好，易于手工操作，气孔很少，焊缝质量容易保证。由于H08Mn2Si是国内生产的埋弧焊焊丝，容易采购，H08Mn2Si焊丝在手工钨极氩弧焊打底中得到广泛应用。 3 分析 手工钨极氩弧焊打底所选用的焊丝，除应满足机械性能要求外，还应具有良好的可操作性并且不产生缺陷。从焊接工艺试验的机械性能可以看出，H08Mn2Si焊丝打底焊缝的抗拉强度均比其原焊丝的较高；从无损探伤和现场手工焊接操作性上看，H08A焊丝打底容易产生气孔，且焊缝成型差；从化学成分的Mn、Si元素含量看，H08Mn2Si元素和ER49-1相当，TIG-J50次之，H08A最低。 经过对比分析可以认为，采用H08A焊丝TIG打底焊产生气孔、成型差的原因，关键在于其Mn、Si元素的含量。焊缝中Mn、Si是主要合金化元素，同时也是一种较好的脱氧剂，Si脱氧能力比Mn要强，Mn和Si都能减少焊缝金属中的氧含量，改善焊缝金属的性能，防止气孔产生；另外，Mn可以提高焊缝的强度和韧性，而Si含量过多时，将会使焊缝金属的塑性和韧性降低。因此，必须使焊缝材料保持适当的Mn/Si比值，该比值愈高，焊缝金属的韧性愈好，一般认为Mn/Si＜2对焊缝韧性不利。 4 结论 采用手工钨极氩弧焊工艺进行低碳钢打底焊，选用H08(或H08A)焊丝是不合适的，施工中选用H08Mn2Si、TIG-J50、ER49-1是可行的。在目前生产TIG-J50和ER49-1焊丝的厂家较少的情况下，进行手工钨极氩弧焊打底焊接低碳钢选用H08Mn2Si焊丝是合理的。我们经过十多年的应用，没有发现因焊丝强度较高，导致焊缝的淬硬倾向，而产生延迟裂纹等焊接质量事故。 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/4dbd841752d380eb62946dd8.html