打包机液压主管裂纹的焊补
浙江某集团公司短纤分厂1996年安装并运行的WV809打包机组,2001年7月底发现Φ102mm×4mm 长6m 的高压液压(25MPa)主管严重漏油。经查,主管材质为19Mn5钢,70mm 长的裂纹发生在离地2m,靠墙0.5m 的主管弯头处,见图1。为了保障企业正常生产运行,决定进行抢修焊补。
图1 液压主管裂纹的位置示意图
1 可焊性分析
主管材质19Mn5钢是低合金调质钢,其碳当量在0.397%-0.497%之间。一般认为碳当量在0.45%以上时钢材的可焊性较差,焊后易形成淬硬组织,焊时需要采取适当预热、控制线能量等工艺措施。况且,液压主管刚性大,焊接及焊后热处理过程中应力比较大,更容易产生焊接冷裂纹。
2 修复工艺
2.1 焊前准备
(1)坡口加工及清理:用角向磨光机去除裂纹附近油漆层,擦净污物,使其露出金属光泽,然后用丙酮认真清洗。管子内壁用碱水清洗后,再用丙酮擦洗干净。用记号笔在裂纹始末端作标记,用碳弧气刨挖去缺陷及制备坡口如图2所示,然后用角向磨光机修磨坡口.去掉氧化、渗碳层,经超声波、着色检测无缺陷。
图2 坡口加工
(2)预热:采用红外线履带式预热100~15O℃。
(3)选择焊条及烘干要求:选用低组配的E5515Φ3.2mm或Φ4.0mm 焊条,烘干温度350~400℃ ,保温1~2 h。烘干后立即放入低温干燥的保温筒内,随用随取。但在保温筒内的存放时间不得超过4h。
(4)选用硅整流弧焊机ZXG一300,直流反接。
2.2 焊接
由于19Mn5焊接产生冷裂纹的倾向较大,因此,严格控制焊接材料中的氢是十分重要的。而焊接线能量影响焊接接头冷却速度,具体某一接头型式的低碳调质钢都有一最佳的t8/5 或(t8/3)保证焊接接头的冷却速度达到最佳值。
(1)采用焊条电弧焊焊补,Φ3.2mm 焊条用于打底和填充,西4.0mm焊条盖面,打底层要求单面焊双面成形操作。具体工艺参数见表1。
(2)选用小直径焊条小电流不摆动的窄焊道完成4层10道焊接(见图3)。焊缝由坡口两侧往中间进行,采用分中对称焊法完成。
(3)当完成第二层焊缝时,马上进行中问消氢处理,消氢处理温度为300~400℃ ,保温2h。
(4)每层、每道焊缝焊后立即清渣,锤击焊缝,确认无缺陷继续施焊。
(5)最后一层填充金属要略高于母材表面,焊缝余高h≤3mm。热处理后打磨至与母材基本持平。
(6)焊后立即热处理,要严格控制升、降温速度及内外壁温差。升温速度控制在55~60℃Ih;温度达到350℃时,停止升温,进行脱氢处理,恒温2h后继续升温,升温至580℃ 时,恒温4h,进行消除应力处理;降温速度为50~55℃/h,当降至300℃ 以下时断电自然冷却。
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