AL-6XN不锈钢的焊接性能及应用
AL-6XN是一种低碳 、高纯度 、含N元素的超级奥氏体不锈钢。AL-6XN具有比双相钢更为优越的高强度和耐腐蚀性能,价格又比一些镍基合金要低,同时AL-6XN又具有优良的成型性和焊接性能。AL-6XN具有高的 Ni,Mo含量,提高了其耐氯离子环境下应力腐蚀开裂的能力 ,加入的微量 cu元素提高其耐海水腐蚀的能力 ,所以,AL-6XN广泛地应用在化工容器和管道 、海洋石油平台的工艺设备 、以及冷凝器 、输油管道和电站设备等。
AL-6XN不锈钢化学成分:
|
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Ni |
Cr |
Mo |
Cu |
N |
Fe |
AL-6XN |
≤0.030 |
≤1.00 |
≤2.00 |
≤0.040 |
≤0.030 |
23.5~25.5 |
20.00~22.00 |
6.00~7.00 |
≤0.75 |
0.18~0.25 |
余量 |
AL-6XN PLUS |
0.02 |
0.35 |
0.3 |
0.02 |
≤0.01 |
25.3 |
21.8 |
6.7 |
0.2 |
0.24 |
余量 |
AL-6XN材料点蚀当量(PREN)>45,AL-6XN PLUS通过提高CR、Mo、N的含量使得点腐蚀当量(PREN)>50,以达到提高抗点腐蚀能力,点蚀当量(PREN)=CR+3.3Mo+30N
AL-6XN不锈钢的焊接
AL-6XN的焊接性与普通奥氏体不锈钢和镍基合金相似 ,但使用AL-6XN材料的目的还是要达到其在酸性或碱性介质中的耐蚀性,这样在AL-6XN材料焊接过程中就要从焊接方法选用、焊接材料选择、坡口设计、焊接参数、过程控制等方面进行质量控制,以达到AL-6XN预期的使用性能。
1 .AL-6XN材料焊接方法与设备
AL-6XN焊接一般采用手工钨极氩弧焊或焊条电弧焊。焊条电弧焊应采用直流焊机,直流反接 ;钨极氩弧焊应采用直流氩弧焊机,直流正接;且焊机引弧、稳弧性能应良好。在AL-6XN焊接过程中,同时要求氩弧焊机应有高频引弧和电流衰减装置,且能可靠地实现提前通气和焊后延时断气。AL-6XN如果使用埋弧焊时,应避免从焊剂中把 C、Si元素带人焊缝而影响焊缝的耐腐蚀性。
2.AL-6XN使用的焊接材料
AL-6XN焊接材料的选择,一般是根据设备使用环境和制造条件,采用等成分的原则或是高匹配(焊接材料耐蚀合金含量高于母材)的焊接材料 ,最广泛使用的填充材料是625合金 ,也就是含有9%Mo的镍合金焊接材料。根据上述原则,同种材料焊接可选用 AWSA5.14ERNiCrMo一3焊丝,或 AWSA5.11ENiCrMo-3焊条。AL-6XN不锈钢与碳素钢或低合金钢的焊接,也可选用上述焊丝或焊条。
3.AL-6XN焊前准备
AL-6XN不锈钢的焊接坡口应采用机加工 、打磨的方法制备。AL-6XN坡口加工好后应经目视检查,不得有裂纹 、分层 、夹渣等缺陷,坡口尺寸应符合技术要求。AL-6XN材料坡口及其两边至少各 50mm范围内的内、外表面,应用洁净的挥发性溶剂,如丙酮或无水酒精清洗,除去油脂 、粉尘 、氧化物等。然后用不锈钢丝刷清理坡口及距坡口边缘至少各25mrn范围内的区域 。AL-6XN管材焊接区域的内、外表面都应清理。钨极氩弧焊焊枪应尽量采用大喷嘴 (D>16mm)焊枪 ,应有气体扩散屏 (如不锈钢丝网),以减少保护气体的扰动。对根部焊道的焊接,背面应采用氩气保护。如果母材厚度不超过 6mm,AL-6XN在整个焊接过程中应保持背面氩气保护,如果母材厚度超过6mm,在填充金属厚度大于6mm后 ,可以取消背面氩气保护。AL-6XN在焊接过程中应采用低的焊接热输人 ,最高层间温度应限制在 100摄氏度以下 ,并且所有焊道的焊接操作不允许摆动。出现裂纹 、气孔等焊接缺陷,在熔敷下一焊道前,应通过打磨或机械方式彻底消除。
AL-6XN焊接评定试验
在AL-6XN设备制造中,针对产品实际 ,根据 JIM708— 2000<钢制压力容器焊接工艺评定》标准,进行焊接工艺评定 ,评定试验为AL-6XN/AL-6XN手工氩弧焊焊接 ,厚度均为 9.53mm。由于AL-6XN钢材的强度硬度较高,焊接材料相对昂贵,为避免焊后清根 、减少焊接材料填充量 ,所以AL-6XN在焊接过程中,一般应尽量采用 X形坡口进行双面焊接。