厚壁不锈钢管的水平固定焊及热变形介绍（shào）

 厚壁不锈钢管的水平固定焊：
　　不锈钢管是一种中空的长条钢材，大量用作输送流（liú）体的管道，如石油、天燃气、水、煤气、蒸（zhēng）气等（děng）。不锈钢（gāng）管在抗弯、抗扭（niǔ）强度相同时，重量较轻，广泛用于制造机械零件和工程结构，也常用作生产各种（zhǒng）常规武器、枪管、炮弹等。对于承受（shòu）流体压力的钢管需要较厚的管壁，都要（yào）进行液压试验（yàn）来检验其（qí）耐压能力和（hé），在规定的压力下不发生泄漏、浸（jìn）湿或膨胀。不锈（xiù）钢管分为无缝（féng）和有缝，无缝不锈钢管（guǎn）也称不锈钢无缝管，是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧（zhá）、冷轧或冷拨制成。无缝钢管（guǎn）的规格（gé）用外径×壁厚毫米数表示。常用的有1Cr18Ni9Ti不锈钢管，下面以直径Ф159mm×12mm的1Cr18Ni9Ti不锈（xiù）钢管为例介绍其水平固定焊接方法。
　　一、焊（hàn）接分析：1、Cr18Ni9Ti不锈钢Ф159mm×12mm大管水平固定对接接头主要用于（yú）核（hé）电设备及某些化（huà）工（gōng）设备中需（xū）要耐热耐酸的管道中，焊接难度较高，对焊接接头要求很（hěn）高，内表面要求成形，凸起适中，不内凹，焊后要求PT、RT检验（yàn）。以往（wǎng）均采用TIG焊或手工电弧焊，前者效率低、成（chéng）本高，后者难以且效率（lǜ）低（dī）。为了既（jì）又提率，采用TIG内、外填丝法焊底层（céng），MAG焊填充及（jí）盖面层，使和效率都。2、1Cr18Ni9Ti不锈钢热膨胀率、导电率均与碳钢及低合金钢的差别较大，且熔池流动性差，成（chéng）形较差（chà），特别在全位置焊接（jiē）时突出。以往（wǎng）对MAG（Ar+1%～2%O2）焊不锈钢（gāng），一般只用（yòng）于平焊及平角焊。在MAG焊过程中，焊丝伸出长（zhǎng）度   小于10mm，焊枪（qiāng）摆动（dòng）幅度、频率、速度及边缘停留时间配合适当，动作（zuò）协调一（yī）致（zhì），随时（shí）调整（zhěng）焊（hàn）枪角度，使（shǐ）焊缝表面（miàn）边缘熔合（hé）整齐、成形美观，以填充（chōng）及盖面层。
　　二、焊接方法：材质为1Cr18Ni9Ti，管件规格为Ф159mm×12mm，采用（yòng）手工钨极氩（yà）弧焊打底，混合气体（CO2+Ar）保护焊填充及盖面焊，立向上的水平固定（dìng）全位置焊接。
　　三（sān）、焊前准备：1、清理油、污（wū）物，将坡口面及周（zhōu）围10mm内修磨出金属光泽。2、检查水（shuǐ）、电、气（qì）路是否，设备及附件应状态。3、按尺寸进行装配，定位焊采用肋板固定（2点、7点、11点（diǎn）为肋板（bǎn）固定），也可采用坡口内定位焊，但   注意定位焊。
　　厚壁焊管的热变形及组织演变：
　　厚壁（bì）焊管（guǎn）是一种难变形的沉淀镍（niè）基高温合金，与前苏联的（de）ЭИ929合金成分（fèn）相近，其合金元素的固溶和γ'相（xiàng）的（de）沉（chén）淀水（shuǐ）平很高（gāo）。在高温下具有的（de）、抗热腐蚀性能和的屈服强度、抗张强度、蠕变强度。它主要应用在具有高温（wēn）、复杂应力和腐蚀介质环境中，例如制作航空（kōng）发动机涡轮工作叶（yè）片（piàn）。由（yóu）于（yú）该合金热加工参数范围（wéi）比较窄，在用作涡轮工作叶片（piàn）热锻成形时，锻（duàn）件（jiàn）容易出现（xiàn）组织不稳定和裂纹等缺陷，导致（zhì）废品率较高。因此，研究该（gāi）合（hé）金在不同热变形条（tiáo）件下的热变（biàn）形行为，对于获得合格的锻（duàn）件具（jù）有（yǒu）重要（yào）意义（yì）。研究（jiū）人（rén）员通过厚（hòu）壁焊管的高温压缩实验所得数据（jù）分析该合金的流变行为特征，建立（lì）热变形参（cān）数范围（wéi）内厚壁焊管的本构方程，并研究变形温度和应变（biàn）速（sù）率对合金微观组织的影响。
　　实验所用原材料为厚壁焊管热轧棒材，原始组织主要由晶粒尺寸（cùn）为10～30μｍ的等轴晶粒组成。棒材加（jiā）工成Φ8mm×12mm的（de）圆柱体试样，试样两端加工有贮存高温润滑剂的浅槽，在Gleeble-1500试验机上进行等（děng）温压缩实（shí）验。变形温度为1090、1120、1150、1180℃，应变（biàn）速率为0.1、1、10、50s-1，大（dà）变形程度约为（wéi）60%。实（shí）验过程中（zhōng），试验（yàn）机自动采集和计算行程（chéng）、载荷、应力和应变数据。变（biàn）形结束后水冷，然后将试样沿纵（zòng）向切开，经研（yán）磨、抛（pāo）光，再经CuSO4（20g）+H2SO4（5ml)+HCl（50ml）+H20（100ml）溶液腐蚀（shí）后，在金相显微（wēi）镜下（xià）观察合金微观组织。试验结果表明：
　　1、厚壁焊管在不同条件下变（biàn）形时，随着应（yīng）变增加，发（fā）生了流变软化现象，流变软化的原因是合（hé）金在（zài）热变形过程中发生了动（dòng）态（tài）再结晶。随着应变速率减小，流动（dòng）应力达到（dào）峰值时（shí）的应变及峰值应力均减小。
　　2、建立了厚壁焊（hàn）管高温变形本（běn）构方程，方程的计算值与（yǔ）实验值吻合度较好，相对误差均在8%以下，说（shuō）明该方程准确地描述了合金热变形时的流变行为（wéi）。
　　3、变形温度对厚壁焊（hàn）管微观组织影（yǐng）响显著（zhe）。随着温（wēn）度升高，动态再结晶加充分，晶粒尺寸变大（dà），晶（jīng）粒组织均匀程度提高；随着应变速率的（de）增加，晶粒尺寸先（xiān）变小后增大。当应变速率为1s-1时晶粒组织较为细小。