精密冷拔無縫鋼管熱處理不同工藝的目的
精密冷拔無縫鋼管是一種通過冷拔或熱軋?zhí)幚砗蟮囊环N高精密的無縫鋼管材料。由于冷拔精密無縫鋼管內(nèi)外壁無氧化層、承受高壓無泄漏、高精度、高光潔度、冷彎不變形、擴口、壓扁無裂縫等有點,所以主要用來生產(chǎn)氣動或液壓 元件的產(chǎn)品,如汽缸或油缸,可以是無縫鋼管。
退火是將精密冷拔無縫鋼管加熱到適當溫度,根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時間,然后進行緩慢冷卻,目的是使金屬內(nèi)部組織達到或接近平衡狀態(tài),獲得良好的工藝性能和使用性能,或 者為進一步淬火作組織準備。
正火是將精密冷拔無縫鋼管加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻,正火的效果同退火相似,只是得到的組織更細,常用于改善材料的切削性能,也有時用于對一些要求不高的零件作為終熱處理。
淬火是將精密冷拔無縫鋼管加熱保溫后,在水、油或其它無機鹽、有機水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后精密冷拔無縫鋼管變硬,但同時變脆。
為了降低精密冷拔無縫鋼管的脆性,將淬火后的精密冷拔無縫鋼管在高于室溫而低于650℃的某一適當溫度進行長時間的保溫,再進行冷卻,這種工藝稱為回火。
《退火、正火、淬火、回火》是整體熱處理中的“四把火”,其中的淬火與回火關(guān)系密切,常常配合使用,缺一不可。
“四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同,又演變出不同的熱處理工藝。為了獲得一定的強度和韌性,把淬火和高溫回火結(jié)合起來的工藝,稱為無縫鋼管調(diào)質(zhì)。某些合金淬火形成過飽和固溶體后,將其置于室溫或稍高的適當溫度下保持較長時間,以提高合金的硬度、強度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱為時效處理。
把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結(jié)合起來進行,使精密冷拔無縫鋼管獲得很好的強度、韌性配合的方法稱為形變熱處理;在負壓氣氛或真空中進行的熱處理稱為真空熱處理,它不僅能使精密冷拔無縫鋼管不氧化,不脫碳,保持處理后精密冷拔無縫鋼管表面光潔,提高工件的性能,還可以通入滲劑進行化學熱處理。
表面熱處理是只加熱精密冷拔無縫鋼管表層,以改變其表層力學性能的金屬熱處理工藝。為了只加熱精密冷拔無縫鋼管表層而不使過多的熱量傳入工件內(nèi)部,使用的熱源須具有高的能量密度,即在單位面積的精密冷拔無縫鋼管上給予較大的熱能,使精密冷拔無縫鋼管表層或局部能短時或瞬時達到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應加熱熱處理,常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應電流、激光和電子束等。
化學熱處理是通過改變精密冷拔無縫鋼管表層化學成分、組織和性能的金屬熱處理工藝?;瘜W熱處理與表面熱處理不同之處是后者改變了工件表層的化學成分?;瘜W熱處理是將工件放在含碳、氮或其它合金元素的介質(zhì)(氣體、液體、固體)中加熱,保溫較長時間,從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素后,有時還要進行其它熱處理工藝如淬火及回火。化學熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬。
熱處理是機械零件和工模具加工過程中的重要工序之一。大體來說,它可以保證和提高精密冷拔無縫鋼管的各種性能 ,如耐磨、耐腐蝕等。還可以改善毛坯的組織和應力狀態(tài),以利于進行各種冷、熱加工
不銹鋼打底焊采用的幾種辦法
不銹鋼打底焊通常采用TIG工藝,依據(jù)現(xiàn)場的實踐狀況,我們可采用以下四種辦法停止打底焊。
①反面采用堵板停止封堵通氣維護的辦法;
②只采用可溶性紙或采用可溶性紙與堵板相分離停止封堵通氣維護的辦法;
③采用藥芯焊絲打底TIG焊。
④采用藥皮焊絲(自維護焊絲)打底TIG焊。
1.反面采用堵板停止封堵通氣維護的辦法(即實芯焊絲+TIG)
不銹鋼管道預制時,焊口通??赏V罐D(zhuǎn)動焊接,通氣十分容易,這時通常采用堵板對管道內(nèi)焊口兩側(cè)停止封堵通氣停止維護的辦法停止打底焊(見圖表一),同時外側(cè)用膠粘布停止封堵。
焊接時,應采用提早通氣,滯后停氣的工藝,外側(cè)膠粘布邊焊邊撕去,由于堵板為膠皮與白鐵皮組成,不易損壞,所以這種焊接辦法能很好的保證焊縫內(nèi)側(cè)充溢氬氣及保證其純度,從而有效地保證焊縫內(nèi)側(cè)金屬不被氧化,保證了焊縫打底焊的質(zhì)量。
2.只采用可溶性紙或采用可溶性紙與堵板相分離停止封堵通氣維護的辦法(即實芯焊絲+TIG+水溶性紙)
不銹鋼管道固定口裝置焊接時,內(nèi)側(cè)通氣比擬艱難,有的一側(cè)較易停止封堵,在這種狀況下,可采用水溶性紙+堵板停止封堵。即易通氣、好撤除的一側(cè)用堵板停止封堵,不易通氣、不好撤除堵板的一側(cè)用水溶性紙停止封堵,同時外側(cè)用膠粘布粘貼焊縫停止封堵(見圖表二)。
不銹鋼固定口焊接時,在很多狀況下會呈現(xiàn)焊縫兩側(cè)都無法通氣,這時如何保證焊縫內(nèi)側(cè)充氬維護就成為了一個難題,在現(xiàn)場實踐施工中,我們采用焊縫兩側(cè)用水溶性紙停止封堵,從焊縫中心通氣、外側(cè)用膠粘布粘貼停止封堵的辦法(見圖表三),勝利的處理了上述難題。
采用水溶性紙封堵通氣時,由于從焊縫中心通氣,因而在 的封口環(huán)節(jié),應疾速拔掉通氣管,應用里面的剩余氬氣停止維護,快速打完底,封好口。
采用這種辦法,應留意水溶性紙應采用雙層的,一定要粘貼好,否則容易形成水溶性紙損壞、零落而使內(nèi)側(cè)焊縫失去氬氣的維護,產(chǎn)生氧化,招致焊口割開重新施焊,既保證不了焊接質(zhì)量,又嚴重影響了工期,因而焊接以前應嚴厲檢查,粘貼好水溶性紙。
在很多施工現(xiàn)場,我們都采用了此種焊接辦法停止打底,其質(zhì)量能得到有效的保證,同時也有一定的施工難度,因而應選用認真、技術(shù)純熟的焊工擔任此項工作。
3.反面不停止通氬氣維護,采用藥芯焊絲+TIG工藝
該辦法在我國應用已有數(shù)年,現(xiàn)已消費出E308T1-1、E308LT1-1、E309T1-1、E309LT1-1、347T1-1、E316T1-1、E316LT1-1等藥芯焊絲,并已應用于現(xiàn)場的焊接,獲得了較好的經(jīng)濟效益。
由于反面不充氬,其優(yōu)點顯而易見,主要表現(xiàn)為、煩瑣、本錢低,適合于施工現(xiàn)場裝置。但藥芯焊絲由于其構(gòu)造特性,操作時對焊工的請求較高,其送絲速度快,送絲度請求高,控制有一定難度,焊工應經(jīng)特地培訓,技術(shù)純熟前方可參與焊接,在南京揚巴及國外工地,我們應用此辦法,勝利地處理了碰頭口、返修口無法通氬氣的問題。
4.反面不停止通氬氣維護,采用藥皮焊絲(自維護藥芯焊絲)+TIG工藝
20世紀90年代,日本的神鋼等公司研制出了打底焊絲,近年來,我國也已研制開發(fā)出了不銹鋼打底焊絲(即藥皮焊絲,如TGF308、TGF308L、TGF309、TGF316L、TGF347等),并應用于實踐施工中,獲得了良好的效果,在烏石化擴能改造項目我們就勝利的運用了此辦法。
不銹鋼打底焊絲+TIG工藝的維護機理是反面焊縫應用焊絲凝結(jié)產(chǎn)生的熔渣和其合金元素的冶金反響來停止維護,正面焊縫依托氬氣、渣和合金元素停止維護。
采用此種工藝,應留意以下操作要點:焊接過程中,焊把、焊絲、焊件之間堅持正確的夾角,理想的焊把噴嘴后傾角為70°—80°,焊絲與焊件外表夾角為15°—20°;正確控制熔池溫度,經(jīng)過改動焊把與焊件的夾角、改動焊接速度等來改動熔池溫度,從而保證焊縫成形美觀(寬窄分歧、不呈現(xiàn)內(nèi)凹、過凸等缺陷);
操作時,電流應比焊實芯焊絲時稍大,焊把應稍作擺動,以使鐵水和凝結(jié)的藥皮加速別離,便于察看熔池和控制能否焊透;填充焊絲時, 送到熔池的1/2處,并向內(nèi)稍壓一下,以此手法來保證根部焊透、并避免呈現(xiàn)內(nèi)凹;
焊接過程中,焊絲應有規(guī)則的送入、取出,并保證焊絲一直處于氬氣的維護下,以免焊絲端部被氧化,影響焊接質(zhì)量;留意起弧、收弧處的焊接質(zhì)量,起弧處應將點焊處打磨成45°緩坡,收弧時應留意產(chǎn)生弧坑、縮孔等缺陷。
采用藥皮焊絲打底焊,焊縫內(nèi)部不用通氬氣,焊工操作起來煩瑣、快捷,具有、低本錢的特性,同時也能很好地保證焊接質(zhì)量(在烏石化擴能改造項目,我們采用此法焊接碰頭口、返修口共28道,焊接一次透視合格率),值得我們推行運用。
上面四種不銹鋼打底焊辦法各有優(yōu)缺陷,在實踐施工中,我們應依據(jù)現(xiàn)場的詳細條件,既要思索施工本錢的上下,又要思索焊接質(zhì)量及施工進度,合理地選擇施工工藝
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