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20G高压锅炉管的焊接工艺认可试验

 

16Mn无缝钢管搅拌摩擦焊焊接接头具有无气孔，晶粒细小，疲劳性能、拉伸性能和弯曲性能良好，焊接时无尘烟、无飞溅，节能，无需焊丝和保护气体，焊后残余应力和变形小等优点，是一种适用性很好的焊接方法。铜铬合金由于具有较高的强度、硬度，良好的导电、导热性及耐腐蚀性，是制备电阻焊电极、金属模具、大型高速涡轮发电机导条、电动工具转向器等的优选材料。在发电机导条、电动工具转向器的加工制造过程中需要对铜铬合金进行焊接，目前，主要用熔焊、压力焊和钎焊等方法。由于铜本身物化性能以及杂质元素的影响，其接头容易出现气孔，强度、耐蚀性下降以及焊接变形大等问题。目前关于铜铬合金搅拌摩擦焊焊接接头组织和性能研究的报道并不多，为此，作者分别对固溶态和时效态铜铬合金的搅拌摩擦焊焊接接头显组织、硬度和电导率进行对比研究，为搅拌摩擦焊接用于铬合金提供试验依据。

 

16Mn无缝钢管固溶态铜铬合金焊接接头基体的晶粒较粗大，焊核区为细小的等轴晶，热机影响区晶粒尺寸略大于焊核区，并有一定的流向性，热影响区晶粒与基体的相差不大;焊核区的硬度 为78HB，距离焊缝中心越远硬度越低，直至达基体硬度。

 

16Mn无缝钢管时效态铜铬合金接头基体组织为大小不均的等轴晶，焊核区晶粒细化，分布不均匀;热机影响区晶粒被拉长，具有一定的流向性;热影响区晶粒较基体的略有长大;焊核区的硬度 ，为113HB，距离焊缝中心越远硬度越低，热影响区硬度 ，为91HB，之后回升到基体硬度。

 

固溶态铜铬合金接头焊核区的电导率 ，为73.3%IACS，距离焊缝中心越远电导率越小;时效态合金焊接接头电导率由基体到焊缝区逐渐减小，焊核区 ，为78.1%IACS。

                                        20G高压锅炉管使用时经常处于高温和高压条件，管子在高温烟气和水蒸气的作用下，会发生氧化和腐蚀。要求钢管具有高的持久强度，高的抗氧化腐蚀性能，并有良好的组织稳定性。高压锅炉管主要用来制造高压和超高压锅炉的过热器管、再热器管、导气管、主蒸汽管等。一般在39公斤以下的锅炉应用，为了在较高压力下使用，往往都把受热面管设计的很厚。为了减少热阻和节省钢材，有较高或高压锅炉用钢的性，同时也为了降低用钢量，普遍采用的是16MnG。同时也有添加稀土、镁等金属和非金属材料的特殊钢材。这样会提高锅炉用钢的性能，减少钢材的耗量，同时也降低了热阻。