碳弧气刨与切割应用实例
6页1、碳弧气刨与切割应用实例 1 钢铁材料的碳弧气刨(1)碳弧气刨工艺适合的钢种根据碳弧气刨的原理,碳弧气刨可用于各种钢材,但在实际应用中,对某些钢种需采取工艺措施,并且有的钢种要区别情况有控制的使用。 对低碳钢和普通低合金钢无需采取特殊的工艺措施,即可进行碳弧气刨。 对12CrMo、15CrMo和12CrMoV钢等低合金耐热钢,需预热至200后才能够进行碳弧气刨。 对15MnVN、18MnMo和29MnMo钢等也需预热,预热温度等于或高于焊接时规定的预热温度。 对奥氏体不锈钢,可用碳弧气刨清根和刨除焊接缺陷,但某些抗晶间腐蚀要求高的焊件要有控制的使用。 对某些重要用途的结构,如核电站设备中的高压容器,在进行碳弧气刨处理时应根据相应规范或技术要求进行选用。(2)低碳钢的碳弧气刨可采用碳弧气刨对低碳钢进行清焊根、清除焊缝缺陷和加工坡口。一般刨槽表面有一定深度为0.540.72mm的硬化层,碳弧气刨后硬化层的质量分数为0.30左右,即增加了0.07。由于焊前可用钢丝刷或砂轮对刨槽表面进行清理,在随后的焊接过程中,会将这层硬化层熔化去除,因此基本上不影响焊接接头的性能。低碳钢的碳弧气刨的工艺参数见
2、表1。(3)低合金钢的碳弧气刨16Mn钢的碳弧气刨与低碳钢一样,当采用正确的规范及操作工艺时,碳弧气刨边缘一般都无明显的渗碳层,但由于压缩空气急冷的结果,在碳弧气刨边缘有0.51.2mm的热影响区。测量该区的最高硬度值可达360450HV左右。焊接时该边缘金属熔入焊缝,气刨引起的热影响区消失。而焊缝热影响区最高硬度值为223246HV,这与机械加工的坡口焊缝情况基本相同。16Mn钢碳弧气刨的工艺参数见表2。16Mn碳弧气刨后焊缝化学成分与焊缝、接头的力学性能见表3和表4。表2 16Mn钢碳弧气刨的工艺参数板厚/mm81012141620223030以上碳棒直径/mm6888340400电流/A1902502402902903503203304547电压/V44464547454745470.40.6压缩空气压力/MPa0.40.60.40.60.40.60.40.60.40.6碳棒倾角/()30453045304530453045有效风距/mm5013050130501305013050130弧长/mm11.511.51.521.52.51.52.5刨削速度/m.min-10.910.
3、850.90.910.70.80.650.7刨槽尺寸/mm槽深343.54.54.55.55656.5槽宽566891110121113槽底宽233445464.55.5表3 16Mn钢碳弧气刨后焊缝化学成分(质量分数)/检验部位CMnSiSP16Mn母材0.191.550.550.0140.016焊缝(J507)0.071.210.460.0120.021表4 碳弧气刨后的16Mn钢焊缝及接头的力学性能检验部位抗拉强度/MPa屈服强度/MPa伸长率/冷弯角/()常温冲击韧性/J.cm-2硬度HV焊缝中心热影响区母 材焊缝中心热影响区母 材16Mn母材 5203502118070210215接头(J507)6626691807293223246焊缝金属(J507)6386684925062631155162200206其他合金钢(如12CrMo、15CrMo、12CrMoV等)经过预热200左右,再经过碳弧气刨未发现缺陷。15MnVN、18MnMoNb、20MnMo等钢种,在预热的条件下均能正常碳弧气刨,预热温度应等于或高于焊接时的预热温度。在厚度20mm的09Mn2V低温钢产品上,使
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