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复合耐磨管优先采用电预热进行焊接
作者:管理员    发布于:2014-09-15 07:40:48    文字:【】【】【
根据焊接施工过程的特点,采用ANSYS中生死单元和热-结构耦合技术,对复合耐磨管焊缝过程进行数值分析。在有限元分析的基础上,得到对低温作业条件超厚复合耐磨管的焊接,优先采用电预热,多层多道焊接的施工方法。
针对低温作业条件下超厚复合耐磨管的焊接施工,探讨了特定条件下焊条的类型选取、及其焊接施工工艺等因素。利用大型有限元程序ANSYS对焊接温度场和残余应力进行了分析。研究了不同的初始温度以及多道焊缝条件下对复合耐磨管构件温度场及焊接残余应力的影响。在高温焊接的过程中,热源的移动及其后的快速降温,使得焊缝的附近区域产生了残余应力。
复合耐磨管电源加热与火焰加热相比,预热区域受热相对均匀,能有效的防止了复合耐磨管局部受热造成的连接处的附加应力;升温速度比较均匀可控,防止母材出现过热等现象,能达到母材充分均匀预热;对于复合耐磨管整体结构的焊缝而言,可防止受热不均造成构件变形。本论文还对超厚复合耐磨管低温条件下焊接施工质量保证措施进行了总结。该焊接技术在中铁青岛中心工程应用,焊缝质量全部满足要求,保证了施工的正常进行。
采用Gleeble-3500热模拟试验机测试了复合耐磨管的高温力学性能,并利用扫描电镜观察了拉伸试样断口形貌。结果表明:SS400钢复合耐磨管第Ⅲ脆性温度区为725~825℃,在该温度区其断面收缩率仅约为40%;通过控制二冷区冷却速率,将铸坯的矫直温度提高到850℃以上,避开第Ⅲ脆性温度区,可以减少铸坯表面裂纹的产生。
采用不同热输入手工电弧焊对8 mm厚SS400复合耐磨管进行焊接性试验,并通过金相观察和显微硬度测定得到了接头显微组织分布及硬度变化规律.试验结果表明,当焊接热输入为16 kJ/cm时,焊接接头存在未焊透的现象;随焊接热输入的增加,复合耐磨管热影响区的宽度从1.9 mm增大到4.3 mm,粗晶平均直径也略有增大;热输入达到27 kJ/cm时,焊缝组织得到较多的针状铁素体,但过热粗晶区晶粒粗大,复合耐磨管占整个热影响区的比例达到了52%;不同热输入各区域的显微硬度较母材均有所提高,热输入为27 KJ/cm时,焊缝硬度较母材增大30%左右,达到最大增幅.
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