중국 최고의 용접기 제조업체 및 브랜드 톱 10
오늘날 업계를 선도하는 용접 장비 브랜드가 무엇인지 궁금한 적이 있나요? 이 기사에서는 10대 용접기 제조업체의 혁신, 글로벌 입지 및 고유한 강점을 강조하는 상위 10개의 용접기 제조업체를 살펴봅니다....
저온강 용접은 극한 조건에서 취성 고장으로 이어질 수 있으므로 재료 특성에 대한 예리한 이해가 필요합니다. 이 기사에서는 저온 인성의 중요성과 이를 달성하기 위한 다양한 요소 및 열처리의 역할을 강조하면서 저온 강철의 기술적 요구 사항에 대해 설명합니다. 또한 용접 방법, 재료 선택 및 A333-GR6와 같은 다양한 유형의 저온 강 용접에 대한 구체적인 사례를 다룹니다. 독자들은 이러한 중요한 애플리케이션에서 용접 품질을 보장하고 결함을 방지하는 데 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.
1) 저온 강재의 중요한 기술적 요구 사항은 충분한 강도, 극저온 조건에서의 충분한 인성, 우수한 용접성, 우수한 가공성 및 우수한 내식성을 포함합니다.
그 중에서도 영하의 온도에서 취성 골절에 견디는 능력인 저온 인성이 가장 중요합니다. 따라서 대부분의 국가 표준은 최저 사용 온도에서 최소 충격 인성 값을 지정하고 있으며, 일반적으로 Charpy V-노치 테스트를 사용하여 측정합니다.
2) 저온강 구성에서 탄소, 규소, 인, 황, 질소와 같은 원소는 일반적으로 저온 인성에 해로우며 인이 가장 해롭습니다.
이를 완화하기 위해 제강 초기 단계에서는 진공 탈기 같은 2차 야금 공정을 통해 인을 우선적으로 제거합니다. 반대로 망간과 니켈과 같은 원소는 저온 인성을 향상시킵니다. 니켈 함량이 1% 증가할 때마다 주로 오스테나이트 상을 안정화하고 입자 구조를 개선하여 연성-취성 전이 온도(DBTT)를 약 20°C 낮출 수 있습니다.
3) 열처리 공정은 저온강의 미세 구조와 입자 크기를 결정하는 데 중요한 역할을 하며 극저온 인성에 큰 영향을 미칩니다. 담금질 및 템퍼링 처리를 최적화하면 탄화물 침전을 제어하여 미세 입자의 마르텐사이트 또는 베이니트 구조를 생성함으로써 저온 인성을 현저하게 개선할 수 있습니다.
4) 주요 성형 방법에 따라 저온강은 주강과 단조(압연) 강으로 분류할 수 있습니다.
저온강은 조성 및 미세 구조적 특성에 따라 저합금강(예: ASTM A353, A553), 3.5% Ni강, 5% Ni강, 6% Ni강, 9% Ni강, 오스테나이트계 Cr-Mn 또는 Cr-Mn-Ni강, 오스테나이트계 Cr-Ni 스테인리스강으로 분류합니다.
저합금강은 일반적으로 냉동 장비, 극저온 운송 용기, 지상 에틸렌 저장 탱크 및 석유화학 처리 장비 제조를 위해 약 -100°C 이하의 중간 극저온 응용 분야에 사용됩니다.
미국, 영국, 일본과 같은 국가에서는 -162°C의 액화 천연 가스(LNG) 저장 및 운송 탱크, -183°C의 액체 산소 저장, 액체 산소 및 질소 생산을 위한 공기 분리 장치 제작과 같은 까다로운 저온 구조물에 9% Ni강(예: ASTM A353)이 널리 사용되고 있습니다.
오스테나이트계 스테인리스강, 특히 304L, 316L, 347과 같은 등급은 탁월한 저온 인성, 우수한 용접성, 낮은 열전도율을 제공하는 우수한 극저온 구조용 소재입니다. 이러한 강재는 액체 헬륨 온도(-269°C)까지 연성을 유지하며 액체 수소(-253°C), 액체 산소 운송 및 저장 탱크, 초전도 자석 극저온 스탯 등 극저온 응용 분야에서 광범위하게 사용됩니다. 하지만 크롬과 니켈 함량이 높기 때문에 가격이 비싸기 때문에 각 애플리케이션에 대한 신중한 비용 편익 분석이 필요합니다.
저온 강재의 용접 시공 방법 및 조건을 선택할 때 용접 접합부의 저온 인성 저하를 방지하고 다음과 같은 사항을 방지하는 데 중점을 둡니다. 용접 균열.
그루브 모양에는 근본적인 차이가 없습니다. 용접 조인트 저온강, 일반 탄소강, 저합금강 또는 스테인리스강의 경우 표준 방식으로 가공할 수 있습니다. 그러나 9Ni 강철의 경우 홈 각도는 이상적으로 70도 이상이어야 하며 무딘 모서리는 3mm 이상이어야 합니다.
모든 저온 강재는 옥시 아세틸렌 불꽃을 사용하여 절단할 수 있습니다. 그러나 9Ni 강을 가스 절단할 때는 일반 탄소 구조용 강을 가스 절단할 때보다 절단 속도를 약간 느리게 해야 합니다. 강재 두께가 100mm를 초과하는 경우 가스 절단 전에 150~200℃로 예열할 수 있지만 200℃를 초과해서는 안 됩니다.
가스 절단은 다음에 의해 영향을 받는 부위에 어떠한 악영향도 미치지 않습니다. 용접 열. 그러나 니켈 함유 강철의 자체 경화 특성으로 인해 절단면이 경화됩니다.
만족스러운 성능을 보장하기 위해 용접 조인트용접하기 전에 연마 휠을 사용하여 절단면을 매끄럽고 깨끗하게 하는 것이 가장 좋습니다.
용접 공사 중, 용접을 해야 하는 경우 용접 비드 또는 기본 재료에 아크 에어 가우징을 사용할 수 있습니다. 그러나 재작업 전에 홈 표면을 청소하고 광택을 내야 합니다.
옥시아세틸렌 불꽃 가우징은 강철이 과열될 위험이 있으므로 사용해서는 안 됩니다.
저온 강철은 다음과 같은 일반적인 방법을 사용하여 용접할 수 있습니다. 아크 용접, 서브머지드 아크 용접 및 가스 금속 아크 용접.
아크 용접은 저온 강철에 가장 일반적으로 사용되는 방법이며 다양한 용접 위치에 적용할 수 있습니다. 열 입력은 약 18~30KJ/cm입니다.
저수소 전극을 사용하면 완전히 만족스러운 용접 조인트를 얻을 수 있으며, 이는 우수한 기계적 특성뿐만 아니라 우수한 노치 인성을 나타냅니다.
또한 아크 용접은 용접기가 간단하고 저렴하며 장비에 대한 투자가 적고 위치나 방향에 제한이 없다는 장점이 있습니다.
저온 강재용 서브머지드 아크 용접의 열 입력은 약 10~22KJ/cm입니다. 단순성, 높은 용접 효율 및 쉬운 조작으로 인해 널리 사용됩니다.
그러나 플럭스의 절연 효과로 인해 냉각 속도가 느려져 형성 경향이 높아집니다. 뜨거운 균열.
또한 불순물과 실리콘이 플럭스에서 용접 금속으로 유입되어 이러한 경향을 악화시킬 수 있습니다. 따라서 서브머지드 아크 용접을 사용할 때는 와이어와 플럭스의 선택을 신중하게 고려해야 하며 작업을 세심하게 수행해야 합니다.
CO2 가스 차폐 용접은 인성이 낮은 접합부를 생성하므로 저온 강철 용접에는 사용되지 않습니다.
텅스텐 불활성 가스(TIG) 용접은 일반적으로 수동으로 작동하며, 열 입력은 9~15KJ/cm 범위로 제한됩니다. 생산된 용접 조인트는 만족스러운 성능을 나타내지만 강철 두께가 12mm를 초과하는 경우에는 이 방법을 적용할 수 없습니다.
가스 금속 아크 용접(MIG)은 저온 강철에 가장 널리 사용되는 자동 또는 반자동 용접 방법으로, 23~40KJ/cm의 열을 투입합니다.
액적 전사 방식에 따라 단락 전사(낮은 열 입력), 구형 전사(높은 열 입력), 펄스 스프레이 전사(가장 높은 열 입력)로 나눌 수 있습니다. 단락 MIG 용접은 융착 깊이가 불충분하여 불완전한 융착 결함이 발생할 수 있습니다.
다른 MIG 용접 모드에서도 비슷한 문제가 발생할 수 있지만 정도는 다릅니다. 아크를 더 집중시켜 만족스러운 용융 깊이를 달성하기 위해 CO2 또는 O2의 몇 퍼센트에서 수십 퍼센트를 순수 아르곤에 도입할 수 있습니다. 차폐 가스.
적절한 비율은 실험적으로 결정해야 합니다. 강철 유형 용접 중입니다.
용접 재료 (전극, 용접 와이어 및 플럭스 포함)는 일반적으로 채택된 용접 방법, 조인트 형태, 홈 모양 및 기타 필요한 특성에 따라 선택해야 합니다.
저온강에서 가장 중요한 것은 용접 금속이 모재와 일치하는 저온 인성을 갖도록 하고 확산된 수소의 양을 최소화하는 것입니다.
(1) 알루미늄 킬드 스틸
알루미늄 킬드 스틸은 용접 후 냉각 속도에 매우 민감합니다. 알루미늄 킬드 스틸의 수동 아크 용접에 사용되는 전극은 일반적으로 Si-Mn 저수소 유형 또는 1.5% Ni 유형, 2.0% Ni 유형입니다.
용접의 열 입력을 줄이기 위해 알루미늄 킬드 스틸은 일반적으로 3~3.2mm의 얇은 전극을 사용한 다층 용접을 채택합니다. 이는 상부 용접 패스의 2차 열 사이클을 활용하여 입자를 정제할 수 있습니다.
50℃에서 Si-Mn 전극으로 용접된 용접 금속의 충격 인성은 열 입력이 증가함에 따라 급격히 감소합니다. 예를 들어, 열 입력이 18KJ/cm에서 30KJ/cm로 증가하면 인성은 60% 이상 손실됩니다. 1.5% Ni 유형 및 2.5% Ni 유형 전극은 이에 민감하지 않으므로 용접에 가장 적합한 선택입니다.
서브머지드 아크 용접은 알루미늄 킬드 스틸의 일반적인 자동 용접 방법입니다. 서브머지드 아크 용접에 사용되는 용접 와이어에 가장 적합한 구성은 1.5~3.5% 니켈과 0.5~1.0% 몰리브덴을 함유하고 있습니다.
문헌에 따르면, 2.5%Ni-0.8%Cr-0.5%Mo 또는 2%Ni 용접 와이어와 적절한 플럭스를 사용하면 -55℃에서 용접 금속의 평균 인성 값은 56~70J(5.7~7.1Kg/fm)에 도달할 수 있습니다. 0.5%Mo 용접 와이어와 망간 합금 알칼리성 플럭스를 사용하더라도 열 입력이 26KJ/cm 이하로 제어되는 한 55J(5.6Kg/f.m)의 용접 금속을 만들 수 있습니다.
플럭스를 선택할 때는 용접 금속의 Si와 Mn의 일치에 주의하세요. 테스트 결과 용접 금속의 Si, Mn 함량이 다르면 인성에 큰 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났습니다. 최적의 인성은 0.1~0.2% Si와 0.7~1.1% Mn으로 얻을 수 있습니다. 용접 와이어와 플럭스를 선택할 때 이 점에 유의해야 합니다.
텅스텐 불활성 가스(TIG) 및 금속 불활성 가스(MIG) 용접은 알루미늄 킬드 스틸에서 덜 일반적으로 사용됩니다. 앞서 언급한 서브머지드 아크 용접용 용접 와이어는 다음과 같은 용도로도 사용할 수 있습니다. TIG 용접.
(2) 2.5Ni 스틸 및 3.5Ni 스틸
2.5Ni 및 3.5Ni 강철의 서브머지드 아크 용접 또는 MIG 용접의 경우 일반적으로 모재와 동일한 재질의 용접 와이어를 사용할 수 있습니다. 그러나 윌킨슨의 공식에서 볼 수 있듯이 Mn은 저니켈 저온 강철의 열간 균열 억제제입니다.
용접 금속의 망간 함량을 1.2% 정도로 유지하면 아크 피트 균열 및 기타 고온 균열을 방지하는 데 도움이 됩니다. 용접 와이어와 플럭스의 조합을 선택할 때 이 점을 우선적으로 고려해야 합니다.
3.5Ni 강철의 취성 취성 경향이 높으므로 용접 후 열처리 후 다음을 위해 잔류 스트레스 릴리프(예: 620℃×1시간 후 용광로 냉각) 시 인성이 3.8Kg/f.m에서 2.1Kg/f.m로 급격히 감소하여 사양을 충족하지 못합니다.
4.5%Ni-0.2%Mo 용접 와이어로 만든 용접 금속의 취화 경향은 훨씬 작으며 이 와이어를 사용하면 앞서 언급한 어려움을 피할 수 있습니다.
(3) 9Ni 스틸
9Ni 강철은 일반적으로 저온 인성을 극대화하기 위해 담금질 템퍼링 또는 이중 정규화 템퍼링 열처리를 거칩니다. 그러나 이 강철의 용접 금속은 앞서 언급한 열처리를 거칠 수 없습니다.
따라서 페라이트 용접 재료를 사용하면 모재에 필적하는 저온 인성을 가진 용접 금속을 얻기가 어렵습니다. 가장 일반적으로 사용되는 용접 재료는 하이니켈 용접 재료입니다.
이러한 용접 재료의 용접 금속은 완전한 오스테나이트 구조입니다. 9Ni 강철 모재에 비해 강도가 낮고 비용이 높다는 단점이 있지만 취성 골절은 더 이상 심각한 문제가 되지 않습니다.
위의 내용을 통해 알 수 있습니다:
용접 금속은 전적으로 오스테나이트이므로 사용된 전극과 용접 와이어로 용접된 용접 금속의 저온 인성은 모재 금속보다 인장 강도와 항복점이 낮지만 모재 금속과 충분히 경쟁할 수 있습니다.
니켈 함유 강철은 자체 경화 특성을 가지고 있으므로 대부분의 전극과 용접 와이어는 다음과 같은 제한 조치를 취했습니다. 탄소 함량 를 사용하여 우수한 용접성을 달성합니다.
용접 재료에서 Mo는 중요한 강화 원소이며 Nb, Ta, Ti 및 W는 중요한 강화 원소입니다. 용접 재료의 선택과 구성에서 이들의 중요성은 충분히 인식되고 있습니다.
동일한 용접 와이어를 사용하는 경우, 서브머지드 아크 용접 용접 금속의 강도와 인성은 MIG 용접에 비해 다소 떨어집니다. 이는 용접의 냉각 속도가 느리고 플럭스에서 불순물이나 Si가 침투할 수 있기 때문일 수 있습니다.
A333-GR6 강재는 최저 사용 온도가 -70℃인 저온 강재로, 일반적으로 노멀라이즈드 또는 노멀라이즈드 플러스 템퍼링 상태로 납품됩니다. A333-GR6 강은 탄소 함량이 낮기 때문에 경화 및 냉균열 경향이 적고 인성 및 가소성이 우수합니다.
일반적으로 경화 및 균열 결함이 쉽게 발생하지 않으며 좋은 용접성.
ER80S-Ni1 아르곤 아크 용접 와이어를 사용하여 복합 아르곤-전기 용접을 적용하거나 ER80S-Ni1 아르곤 아크 용접 와이어를 사용하여 완전 아르곤 아크 용접을 적용하여 용접 조인트의 우수한 인성을 보장할 수 있습니다.
아르곤 아크 용접 와이어 및 전극의 브랜드는 동일한 성능을 가진 제품 중에서 선택할 수 있지만 사용 전에 소유자의 승인을 받아야 합니다.
용접 시 직경 76.2mm보다 작은 배관의 경우 I형 맞대기 접합과 풀 아르곤 아크 용접을 사용하고, 직경 76.2mm보다 큰 배관의 경우 V형 홈을 열고 아르곤 아크 루트 및 다층 충전 아르곤 전기 용접 또는 풀 아르곤 아크 용접 방법을 사용합니다.
구체적인 방법은 소유자가 승인한 파이프 직경과 벽 두께에 따라 다릅니다.
(1) 용접 전 예열
주변 온도가 5℃ 미만인 경우 용접부의 예열이 필요합니다.
그리고 예열 온도 100~150℃, 예열 범위는 용접부 양쪽 100mm, 가열은 옥시아세틸렌 불꽃(중성 불꽃)을 사용하며, 온도 감지 펜으로 용접부 중심에서 50~100mm 떨어진 지점에서 온도를 측정하여 온도 포인트가 고르게 분포되어 있어 온도 제어가 용이합니다.
(2) 용접 후 열처리
저온 강철의 노치 인성을 향상시키기 위해 일반적으로 사용되는 재료는 이미 담금질 및 템퍼링을 거쳤습니다. 부적절한 용접 후 열처리는 종종 저온 성능을 저하시키므로 충분한 주의를 기울여야 합니다.
따라서 용접 두께가 더 두껍거나 제약 조건이 매우 엄격한 조건을 제외하고 저온 강재는 일반적으로 용접 후 열처리를 거치지 않습니다.
예를 들어, CSPC에 새로 추가된 LPG 파이프라인의 용접에는 용접 후 열처리가 필요하지 않습니다.
일부 프로젝트에서 용접 후 열처리가 실제로 필요한 경우, 용접 후 열처리의 가열 속도, 항온 시간 및 냉각 속도는 다음 조항에 따라 엄격하게 수행되어야 합니다:
항온 시간은 벽 두께 25mm당 1시간 이상, 15분 이상이어야 합니다. 항온 기간 동안 최고 온도와 최저 온도 사이의 온도 차이는 65℃ 미만이어야 합니다.
일정한 온도 이후 냉각 속도는 65×25/δ ℃/h를 초과하지 않아야 하며 260℃/h를 넘지 않아야 합니다. 400℃ 이하에서는 자연 냉각이 허용됩니다. 컴퓨터로 제어되는 열처리 장비를 사용해야 합니다.
(1) 규정에 따라 엄격하게 예열하여 층간 온도를 100~200℃ 이내로 제어합니다. 각 용접은 한 번에 완료해야하며 중단되면 천천히 냉각 조치를 취해야합니다.
(2) 용접물 표면의 아크 스크래치는 엄격히 금지됩니다. 아크가 꺼지면 크레이터를 메우고 연삭 휠로 결함을 연마해야 합니다. 다층 용접에서 레이어 사이의 접합부는 엇갈리게 배치해야 합니다.
(3) 작은 전류, 저전압 및 빠른 용접을 사용하여 라인 에너지를 엄격하게 제어해야 합니다. 직경이 3.2mm인 W707Ni 전극의 경우 전극당 용접 길이는 8cm를 초과해야 합니다.
(4) 짧은 아크, 비스윙 작동을 채택해야 합니다.
(5) 완전 관통 용접 공정을 사용해야 하며, 용접 공정 사양 및 용접 공정 카드의 요구 사항을 엄격하게 준수해야 합니다.
(6) 용접 보강은 0~2mm이어야 하며 용접의 폭은 양쪽에서 2mm 이하이어야 합니다.
(7) 용접의 외관 검사를 통과 한 후 비파괴 검사는 최소 24 시간 후에 만 수행 할 수 있습니다. 표준 JB 4730-94는 다음에 적용해야합니다. 맞대기 용접 파이프의 이음새.
(8) 표준 "압력 용기: 압력 용기의 비파괴 검사" 표준을 준수해야 하며 레벨 II 자격을 획득해야 합니다.
(9) 용접 수리는 용접 후 열처리 전에 수행해야 합니다. 열처리 후 수리가 필요한 경우 수리 후 용접부를 열로 다시 처리해야 합니다.
(10) 용접 표면의 기하학적 크기가 규정을 준수하지 않는 경우, 연삭 후 두께가 설계 요구 사항 아래로 떨어지지 않는다면 연삭할 수 있습니다.
(11) 일반용 용접 결함의 경우 최대 두 번의 수리가 허용됩니다. 두 번의 수리 후에도 여전히 통과하지 못하면 용접부를 잘라낸 후 전체에 따라 다시 용접해야 합니다. 용접 프로세스.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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