15MnVR钢在水电站压力钢管中的焊接关键技术文档.doc
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1、15MnVR钢在水电站压力钢管中焊接技术摘要:本技术是在云南保山苏帕河阿鸠田引水式电站压力钢管(该电站钢管采用15MnVR合金构造钢)焊接实验基本上及焊接施工过程中总结出来,在此强调了焊接该钢时应特别注意事项,对于其她普通性焊接规定,15MnVR钢焊接仍需遵守DL/T501793压力钢管制造安装及验收规范关于原则或规范规定。 核心词:钢管 材料 焊接 技术 1、材料1.1、15MnVR钢(母材)1.1.1、15MnVR钢特性15MnVR钢属于正火状态下交货合金构造容器钢。(正火钢是指在固溶强化基本上,通过沉淀强化和细化晶粒来进一步提高强度和保证韧性一类低合金高强钢)15MnVR钢化学成分表:钢
2、号化 学 成 分(%)CMnSiVTiNbMONRE加入量SP15MnVR0.181.21.60.200.60.040.120.0350.03515MnVR钢机械性能表:钢号抗拉强度b(MPa)屈服点s(MPa)伸长率5(%)1800弯曲实验15MnVR53067539018d=3a注:d=弯心直径 a=试样厚度此类钢是在16Mn基本上加入少量V(0.04%0.12%)来达到细化晶粒和沉淀强化。此钢虽在正火状态下使用,但由于碳化钒分布形式和弥散强化限度与热轧温度、冷却速度有很大关系。因而它性能在热扎状态下会有较大波动,特别是板厚增长时更为严重。由于此钢实质上应属于沉淀强化类型钢,因而只有通过正
3、火使晶粒和碳化钢均匀弥散析出后,才干获得较高塑性和韧性,因此这种钢在签定合同步规定正火状态下交货,并经级无损检查合格后交货。正火目是为了使这些合金元素能以细小化合物质从固溶体中析出,并同步起细化晶粒作用,是在提高强度同步,恰本地改进了钢材塑性和韧性,以达到最强综合性能。1.1.2、15MnVR钢焊接性分析通过15MnVR钢特性可以看出此钢材焊接较好。本结重要通过工艺因素来描述15MnVR焊接性。(影响焊接性重要有材料因素、工艺因素、构造因素及使用因素。)15MnVR钢焊接性普通浮现两方面问题:一是焊接引起各种冶金缺陷,重要是各类裂纹问题;二是焊接时材料性能变化。1.1.2.1、防止焊缝中热裂纹
4、从正火钢成分来看,此钢含碳量较低,含Mn量较高,Mn/S(含S元素多导致热裂纹)比能达到规定,具备较好抗热裂性能,正常状况下焊缝中不会浮现热裂纹。但当材料成分不合格,或因严重偏析使局部C、S含量偏高时,容易浮现热裂纹。在这种状况下,在焊接材料上采用含Mn较高焊丝和含SiO2较低焊剂,以此减少焊缝中含碳量和提高焊缝中含锰量,可解决热裂纹问题。在阿鸠田工程中使用焊丝H10Mn2、焊剂HJ431。1.1.2.2、防止焊缝中冷裂纹冷裂纹是焊接15MnVR钢时一种重要问题。(a)从材料自身考虑淬硬组织,是引起冷裂纹决定性因素,由于正火钢强度级别较高,合金元素含量较多。因而与低碳钢相比,焊接性差别就大。(
5、b)碳当量与冷裂纹倾向关系。从前面分析材料淬硬倾向影响冷裂纹倾向,而淬硬倾向又重要取决于钢化学成分,其中以碳作用最为明显。因而,可以通过某些经验性碳当量公式来粗略地预计和对此不同钢材冷裂纹倾向,为了减少含C量,来提高15MnVR焊接性,但为了弥补强度损失必要添加某些合金元素V。但碳当量不能精准地判断冷裂纹产生与否,由于冷裂纹产生除了成分外还和其她因素关于。为了避免冷裂纹产生,就需要采用较严格工艺办法,在阿鸠田工程中严格控制线能量、焊前预热和焊后保温等办法。1.1.2.3、再热裂纹15MnVR钢,对再热裂纹不敏感。1.1.2.4、层状扯破产生层状扯破不受钢材种类和强度级别限制,扯破与板厚关于。由
6、于阿鸠田电站采用15MnVR钢最薄厚度为=28mm,容易产生层状扯破。从钢板自身来说,重要取决于冶炼条件,钢板出厂必要进行无损检查,达到级探伤合格准予出厂。在阿鸠田工程施工过程中普通对厚度超过32mm,采用了150C预热,在整个施工过程中未见层状扯破现象。1.1.3、15MnVR钢验收15MnVR钢应符合低合金高强度构造钢GB/T1591-1994、GB66541996规定,并具备出厂合格证明书和质量保证书。15MnVR钢使用前按GB6654-1996容器板检查验收。钢板运送和存储应避免变形、锈蚀、损坏等。1.2、15MnVR钢用焊接材料1.2.1、焊接材料是决定焊接质量重要因素。焊接材料选取
7、依照15MnVR力学性能、化学成分、接头钢性及钢管坡口形式和使用规定选用。在阿鸠田工程中手弧焊选用E5015焊条,焊丝选用H10Mn2,焊剂选HJ431。选用以上焊接材料必要具备出厂合格证明书和质量保证书。1.2.2、焊条、焊丝及焊剂储存和保管应按JB3223-83焊条质量管理规程规定执行。1.2.3、焊条和焊剂使用前严格按使用阐明书规定进行烘干;焊丝存储在干燥地方以防止受潮生锈。焊条、焊丝与焊剂有专人负责保管、烘干和发放,并有详细记录。1.2.4、烘干后焊条和焊剂保存在100150C恒温箱内,随取随用;每位焊工备有保温筒,使用过程中保温筒通电加热,焊条用一根取一根。焊条烘干后在保温筒内超过4
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