¿Cómo puede afectar la dureza del cordón de soldadura a la integridad general de una estructura? Garantizar la dureza correcta de los cordones de soldadura es fundamental en la soldadura, ya que afecta a la tenacidad y durabilidad de las uniones. Este artículo explora consejos prácticos y las mejores prácticas para controlar la dureza del cordón de soldadura, cubriendo factores como la temperatura entre pasadas, el tratamiento térmico y los procesos de soldadura. Siguiendo estas directrices, mejorará la calidad y el rendimiento de la soldadura, evitando problemas comunes relacionados con la dureza de la soldadura. Descubra cómo un control preciso puede marcar la diferencia en sus proyectos de soldadura.
El contenido de aleación del acero SA335-P91 es wCr=9%, wMo=1%, wV=0,2%, wNb=0,08%, wN=0,05%.
Pertenece a los aceros martensíticos resistentes al calor, y su microestructura metalográfica es de martensita templada de bajo contenido en carbono.
Gracias a la adopción de la tecnología de control de microaleaciones y otras medidas de refinado del grano, se convierte en un acero de grano fino, que no sólo es propicio para mejorar la tenacidad al impacto del acero, sino también extremadamente propicio para mejorar la resistencia a la fluencia a alta temperatura del acero.
SA335-P91 es un acero martensítico de grano fino, lo que hace que el principal problema de P91 soldadura de acero diferente de otros aceros resistentes al calor de baja aleación.
El punto débil de las uniones soldadas no está en la zona de fusión, pero en el metal de soldadura, muestra principalmente que la tenacidad del metal de soldadura disminuye y la dureza de la soldadura es alta.
(1) Como el acero SA335-P91 es un acero de grano fino, si la temperatura entre pasadas es demasiado alta durante la soldadura, aumentará en 8/5, haciendo que sus granos crezcan y pierdan la resistencia y tenacidad originales del acero.
Sin embargo, es imposible normalizarlo durante la soldadura in situ.
Por lo tanto, la temperatura entre pasadas debe controlarse estrictamente durante la soldadura para evitar el crecimiento del grano.
(2) La anchura de calentamiento, la temperatura constante, el tiempo de temperatura constante, la anchura de aislamiento y el espesor de aislamiento del tratamiento térmico son los principales factores que afectan a la tenacidad de la soldadura.
Aumentar adecuadamente la anchura de calentamiento, la anchura de aislamiento, el grosor de aislamiento y el tiempo de temperatura constante ayudará a aumentar el grado de templado del estructura martensítica y mejorar la tenacidad de la soldadura.
(1) La soldadura de respaldo adopta doble capa soldadura por arco de argóny las demás capas son procesos de soldadura multicapa y multipaso.
Se selecciona el electrodo φ3,2 mm, y el espesor de una sola capa es ≤ 3 mm.
Durante el proceso de soldaduraLa relación entre la corriente de soldadura y la velocidad de soldadura debe comprenderse bien.
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Aumentando la velocidad de soldadura, reduciendo el espesor del cordón de soldaduraEn este caso, debe utilizarse el método de soldadura de capa fina rápida de oscilación amplia.
(2) Durante la soldadura, los técnicos utilizan una pistola de medición de temperatura de infrarrojo lejano para medir la temperatura entre pasadas de cada capa de soldadura (la temperatura entre pasadas es la temperatura a 10~20 mm delante del baño de fusión, expresada por el valor más alto), y la temperatura entre pasadas se controla estrictamente por debajo de 300 ℃.
Cuando la pistola de medición de temperatura de infrarrojo lejano muestre que la temperatura supera los 300 ℃, deje de soldar inmediatamente, y continúe soldando cuando la temperatura baje a 230 ℃.
Una vez finalizada la soldadura de cada capa, el técnico utiliza un calibre de vernier para medir el grosor del cordón de soldadura.
El engrosamiento máximo es ≤ 3 mm.
Queda terminantemente prohibido formar soldadura en ángulo entre la ranura y el cordón de soldadura.
La corriente de soldadura se selecciona en función de las características del electrodo.
En el caso del electrodo con transición de revestimiento, el electrodo puede fundirse utilizando una corriente menor, lo que puede reducir el aporte de calor.
La desventaja es que el punto de fusión del tungsteno en el revestimiento es alto, lo que es fácil de causar la inclusión de tungsteno en la soldadura.
En una palabra, no importa qué tipo de varilla para soldar es necesario asegurar la fluidez del hierro fundido y el baño de fusión claro, especialmente la buena fusión en la raíz de la ranura.
Sobre esta base, se utilizarán, en la medida de lo posible, especificaciones reducidas.
El puesto calor de soldadura tratamiento adopta la máquina de tratamiento térmico DKPC-12360 - 12, que se calienta por resistencia de cerámica de oruga, y el termopar está atado y fijo.
Se utiliza termopar blindado de tipo K, cable de compensación emparejado y registrador automático de temperatura, y algodón aislante de silicato de aluminio.
Para el precalentamiento se utiliza calefacción eléctrica.
Se utilizan cuatro termopares para controlar la temperatura.
Los puntos de control de la temperatura son 3, 6, 9 y 12.
El extremo del termopar está a 20 mm del borde de la ranura de soldadura (véase la figura 1), y el temperatura de precalentamiento es de 150 ℃.
Cuando la temperatura alcanza la temperatura constante de 0,5h, se puede iniciar la soldadura de respaldo para mantener el equilibrio de temperatura y mejorar la soldabilidad del metal base.
Durante el blindaje metálico soldadura por arco, la temperatura sube a 230 ℃, la alarma de sobretemperatura se establece en 260 ℃, y se requiere que la temperatura entre pasadas sea de 200~300 ℃.
El tratador térmico controla la temperatura y la calienta inmediatamente si es demasiado baja.
Si la temperatura es demasiado alta, la soldadura se detendrá inmediatamente y se reanudará cuando la temperatura se restablezca a 230 ℃.
La temperatura entre pasadas será seguida y controlada por la máquina de tratamiento térmico durante todo el proceso de soldadura.
Fig. 1 Termopar a 20 mm del borde de la ranura durante el control de la temperatura entre capas
En primer lugar, el termopar deberá estar en buen contacto con la soldadura durante el tratamiento térmico.
El extremo caliente del termopar se coloca generalmente en la primera soldadura cerca del borde de la ranura y debe estar firmemente atado con alambre de hierro 20 # para evitar que el termopar se afloje debido a la expansión térmica a temperatura constante, como se muestra en la Fig. 2 y Fig. 3.
Fig. 2 Coloque el extremo caliente del termopar en la primera soldadura para garantizar un buen contacto entre el extremo caliente y la soldadura.
Fig. 3 Diagrama de instalación de termopares para el control de temperatura en la zona 4 y la zona 3 de PWHT
En segundo lugar, durante la instalación del calentador, el cordón de soldadura, la escoria de soldadura y las salpicaduras en la superficie de la soldadura se limpiarán para que el calentador y la superficie de la soldadura estén cerca.
Una vez instalado el calefactor, se atará con alambre de hierro de 20 # para evitar la dilatación de la cinta calefactora a alta temperatura (véase la Fig. 4).
Fig. 4 El calentador se atará con alambre de hierro grueso después de la instalación
En tercer lugar, aumentar el grosor y la anchura del aislamiento de tratamiento térmico, y el espesor del aislamiento es de 100 mm, como se muestra en la Fig. 5.
Fig. 5 Espesor y anchura de la preservación del calor al aumentar el tratamiento térmico
En cuarto lugar, para los codos, las tes o las soldaduras cercanas a las válvulas y los cuerpos de los cilindros, además de los calentadores de orugas, también deben utilizarse calentadores de cable para el calentamiento auxiliar.
Envuelva el calentador de cable en la posición en la que el calentador no pueda entrar bien en contacto con la pieza de trabajo, como se muestra en la Fig. 6.
Fig. 6
Quinto, los parámetros de tratamiento térmico de los tubos P91 se muestran en la tabla adjunta.
Aumentar razonablemente el tiempo de temperatura constante, la anchura de calentamiento, etc. favorece el aumento de la tenacidad de la soldadura.
Sin embargo, la reducción de la dureza de la soldadura no puede depender demasiado del aumento del tiempo de temperatura constante y de la anchura de calentamiento, ya que, de lo contrario, el metal base se reblandecería.
En su lugar, hay que buscar soluciones en la precisión del control de la temperatura y el método de envasado.
Parámetros de tratamiento térmico
| Especificación mm × mm | Temperatura constante tiempo/h | Anchura de calentamiento/mm | Anchura del aislamiento/mm | Espesor del aislamiento/mm |
| φ cincuenta y ocho mil cincuenta y nueve × setenta y tres coma seis | 8 | 600 | 1200 | 100 |
| φ cuatrocientos treinta y cuatro coma siete nueve × cincuenta y siete coma seis | 8 | 570 | 1200 | 100 |
| φ novecientos ochenta y cinco coma cinco ocho × treinta y cuatro coma seis | 5 | 600 | 1200 | 100 |
| φ setecientos dos coma siete × veintiséis coma cuatro | 4 | 400 | 1000 | 100 |
| φ quinientos veintitrés coma siete × diecinueve coma ocho | 4 | 400 | 800 | 100 |
Sexto, proceso de tratamiento térmico
Después de la soldadura, la temperatura se reducirá a 110 ℃ durante 60 min, de modo que el martensita puede transformarse por completo y, a continuación, se elevará la temperatura para el tratamiento térmico.
En tratamiento térmico posterior a la soldadura se realiza todo mediante calentamiento eléctrico por "infrarrojo lejano", y el proceso de tratamiento térmico se muestra en la Fig. 7.
Fig. 7
(1) Durante el precalentamiento, el termopar deberá estar a 20 mm del borde de la ranura. Cuando la temperatura alcance la temperatura de precalentamiento, se iniciará la soldadura con una temperatura constante de 30 minutos.
La temperatura entre pasadas se controlará estrictamente durante la soldadura.
Dado que la medición de la temperatura de la máquina de tratamiento térmico suele retrasarse unos 30 ℃, la alarma de sobretemperatura se ajusta a 260 ℃.
Cuando la temperatura exceda, deje de soldar inmediatamente y comience a soldar cuando la temperatura baje a 230 ℃.
(2) La precisión de la medición de la temperatura es el factor más crítico para el efecto del tratamiento térmico.
Los termopares y los registradores de temperatura deben ser calibrados por unidades cualificadas antes de su uso, y se registrará el tiempo de uso de los termopares.
Los termopares se calibrarán una vez después de haber sido utilizados durante más de 200h.
Dado que la temperatura entre pasadas es de 200~300 ℃, los puntos de comprobación del termopar son 200 ℃, 400 ℃, 600 ℃ y 800 ℃.
(3) La polaridad del cable de compensación debe ser correcta al conectar con el termopar.
Los dos conectores del cable de compensación y del termopar, así como los dos conectores de la máquina de tratamiento térmico, deben estar a la misma temperatura ambiente respectivamente, de lo contrario es fácil que se produzca una medición inexacta de la temperatura.
La conexión entre el cable de compensación y el cable del termopar debe ser fiable utilizando la base de cableado.
No está permitido atornillar directamente los dos cables. De este modo, la resistencia de la línea consumirá la diferencia de potencial y provocará fácilmente un sobrecalentamiento.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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