1 Descrizione dei prodotti
Piastre in acciaio rivestite in acciaio inossidabile SS316sono una parte importante del nuovo campo dei materiali, con una forte capacità di progettazione, elevata resistenza specifica e modulo.
Una serie di proprietà superiori, come la buona resistenza alla frattura da fatica, la forte resistenza alla corrosione e l'integrazione di struttura e funzione, sono difficili da sostituire con altri materiali come materiali funzionali e strutturali, materiali di base indispensabili per lo sviluppo dell'industria moderna, difesa nazionale, scienza e tecnologia e importante base materiale per lo sviluppo della nuova rivoluzione tecnologica. I compositi metallici sono diventati uno dei punti caldi della ricerca nella scienza dei materiali.
2 Cos'è il metodo di ricombinazione esplosiva
Il diagramma schematico della ricombinazione esplosiva è mostrato nella Figura 1-2. Con l'aiuto della detonazione ad alta velocità e dell'impatto degli esplosivi, questo metodo può generare un'alta pressione istantanea e un'elevata velocità di deformazione vicino al punto di impatto tra la piastra rivestita e il substrato in microsecondi, in modo che il film di ossido all'interfaccia composita sia danneggiato e esposto alla superficie metallica fresca. Inoltre, sulla superficie metallica fresca esposta si forma una sottile zona di transizione e si verificano deformazioni plastiche, diffusione della fusione e caratteristiche della forma d'onda, in modo da realizzare la connessione forte e solida tra la piastra rivestita e il substrato. Convertendo l'energia chimica degli esplosivi in energia meccanica, il metodo di ricombinazione esplosiva realizza la saldatura del materiale metallico che integra saldatura a pressione, saldatura per fusione e saldatura per diffusione.
Il metodo di composizione esplosiva è una tecnologia di produzione relativamente matura, semplice nel processo e nelle attrezzature, a basso costo e ricca di energia; Ha una vasta gamma di applicazioni e può realizzare la combinazione metallurgica di leghe e metalli con grandi proprietà fisiche; È flessibile e può realizzare la combinazione di parti a forma speciale; La forza di adesione è elevata e il rapporto tra composizione e spessore dei materiali componenti non cambierà. La ricombinazione delle esplosioni presenta anche degli svantaggi: inquinamento acustico e ambientale causato dal processo produttivo; È pericoloso; Il rapporto composito è basso e la qualità dell'interfaccia composita è scarsa; Lo spessore è limitato, quindi non è adatto alla produzione di lastre spesse e sottili e l'efficienza produttiva è bassa. Sotto la pianificazione strategica di alta efficienza, protezione ambientale e risparmio energetico, il metodo composto esplosivo è destinato a non essere la tecnologia di produzione tradizionale.
3Selezione dei materiali e dei metodi di saldatura
La specifica del materiale di base della piastra in acciaio rivestito in acciaio inossidabile SS316 ha uno spessore di 55 mm, il materiale è Q235B, lo strato composito ha uno spessore di 5 mm e il materiale è una piastra in acciaio inossidabile austenitico TP316L. Vedere la tabella 1 per la sua composizione chimica. La microstruttura del materiale di base Q235B è ferrite e perlite e la sua struttura metallografica è mostrata in Fig. 1a; La microstruttura dello strato composito TP316L è tipica dell'austenite e la sua struttura metallografica è mostrata in Fig. 1b.
In considerazione dello spesso spessore della piastra composita in acciaio inossidabile in questo progetto e del carico di lavoro di saldatura relativamente elevato, la saldatura schermata con gas CO2 viene utilizzata sul lato dello strato di base a 2 ~ 3 cm di distanza dal lato dell'acciaio inossidabile, quindi l'arco con filo animato viene utilizzata la saldatura. I vantaggi della saldatura protetta con gas CO2 per il corso di base sono vari, tra cui principalmente elevata efficienza produttiva, eccellente qualità di saldatura, bella formazione superficiale, buone condizioni di lavoro, risparmio di materiali di saldatura e migliore controllo della deformazione della saldatura. Lo strato di transizione e lo strato composito sono saldati mediante saldatura ad arco con filo animato in acciaio inossidabile per garantire una transizione graduale della composizione della lega ed evitare la segregazione dei componenti.
Composizione chimica della piastra (frazione di massa)per cento
a) Microstruttura Q235B
b) Microstruttura TP316L
4 Forma della scanalatura
Lo spessore della piastra composita in acciaio inossidabile utilizzata nel progetto è di 55 mm. Al fine di prevenire i difetti come crepe e fori d'aria causati da una scarsa fusione della saldatura e da un aumento dello stress di saldatura, viene utilizzata la doppia scanalatura a forma di U (vedere la Figura 2). La forma della scanalatura può garantire la qualità della saldatura, con meno metallo d'apporto e un rapporto di fusione ridotto, comodo per il funzionamento. La scanalatura della piastra composita in acciaio inossidabile è generalmente realizzata con mezzi meccanici. Se la scanalatura viene lavorata mediante taglio al plasma, taglio a gas e altri metodi, lo strato di ossido sulla superficie laterale in acciaio inossidabile deve essere rimosso. Dopo la lavorazione, la scanalatura deve essere ispezionata visivamente e non devono essere presenti crepe e delaminazioni.
Figura 2 Forma della scanalatura
5 Realizzazione della saldatura
3.1 Pulizia prima della saldatura
Pulire la macchia d'olio, la ruggine, i trucioli di metallo, la pellicola di ossido e altro sporco entro 50 mm dalla scanalatura e dai suoi due lati e applicare materiali antispruzzo entro 100 mm dallo strato composito dalla scanalatura.
3.2 Sequenza di saldatura
(1) Saldatura e saldatura dello strato di base Il cordone di saldatura dello strato di base non deve toccare e fondere l'acciaio inossidabile dello strato composito. Quando si salda prima il materiale di base, la radice o la superficie del cordone di saldatura deve trovarsi a 2~3 mm di distanza dall'interfaccia dello strato composito. Il rinforzo della saldatura deve essere conforme agli standard pertinenti.
(2) La saldatura dello strato di transizione della piastra rivestita in acciaio inossidabile è molto importante, ma anche la selezione dei materiali di saldatura per lo strato di transizione è molto importante. Lo scopo della saldatura dello strato di transizione è quello di compensare la riduzione degli elementi di lega (come Cr, Ni, ecc.) causata dalla diluizione, in modo da mantenere la composizione della lega della saldatura placcata al giusto livello. Quando lo strato di transizione viene saldato, la fusione locale dell'acciaio strutturale di base diluirà la composizione della lega della saldatura in acciaio inossidabile. Allo stesso tempo, c'è anche la perdita per combustione di elementi in lega di Cr e Ni. In questo modo, il contenuto di elementi in lega di Cr e Ni nelle saldature in acciaio inossidabile sarà ridotto e il contenuto di carbonio nelle saldature in acciaio inossidabile sarà aumentato, in modo che la struttura martensitica dura e fragile si formi facilmente nelle saldature in acciaio inossidabile e la plasticità , la tenacità e la resistenza alla corrosione dei giunti saldati saranno ridotte. Pertanto, nell'effettiva produzione di saldatura, al fine di compensare la perdita di questi elementi di lega e mantenere le proprietà della lega dello strato di transizione al giusto livello, materiali di saldatura con alto contenuto di Cr, Ni e altri elementi di lega e basso contenuto di carbonio dovrebbe essere selezionato, ma anche la resistenza alla rottura dovrebbe essere considerata per controllare il cordone di saldatura.
In questo modo, la saldatura con struttura duplex può essere ottenuta con i normali parametri di saldatura e si possono evitare un gran numero di strutture martensitiche e cricche di saldatura a freddo. Nella saldatura dello strato di transizione di lamiere rivestite in acciaio inossidabile, non vi sono solo diluizione e perdita per combustione degli elementi in lega, ma anche cambiamenti nella struttura e nelle proprietà. Allo stesso tempo, dopo la saldatura, anche il fenomeno di indurimento causato alla superficie, alla matrice e al materiale complessivo della lamiera d'acciaio rivestita è molto diverso dalle proprietà fisiche dei due acciai. La conduttività termica dello strato di acciaio inossidabile è inferiore a quella dello strato di base e anche il coefficiente di dilatazione lineare e la resistività sono molto più elevati di quelli dello strato di base. Pertanto, durante la saldatura dello strato di transizione, causerà maggiori sollecitazioni e deformazioni di saldatura. Inoltre, la non uniformità della zona di fusione in corrispondenza della giunzione tra la saldatura e il metallo di base, la combinazione e la sovrapposizione di questi fenomeni porteranno facilmente alla generazione di cricche di saldatura. Pertanto, la chiave per evitare che lo strato di transizione si rompa a causa della sua fragilità è garantire che lo strato di transizione abbia un'eccellente plasticità e tenacità, ridurre lo stress di saldatura e controllare e regolare la struttura irregolare di giunti in acciaio dissimili. Pertanto, al fine di garantire la transizione uniforme della composizione della lega, il filo di saldatura in acciaio inossidabile E316LT0-4 viene utilizzato quando si trova a 2~3 cm di distanza dal lato in acciaio inossidabile per formare un buon strato di transizione tra lo strato di base in acciaio al carbonio e lo strato composito dell'acciaio inossidabile, in modo da assicurare il
Transizione graduale senza segregazione dei componenti strutturali, controllo dell'eterogeneità dei componenti strutturali di acciai diversi e prevenzione delle crepe di saldatura che ne derivano.
(3) Saldatura dello strato composito Durante la saldatura dello strato composito, prestare attenzione a proteggere la superficie dello strato composito, evitare che la superficie dello strato composito venga danneggiata da spruzzi di saldatura e non innescare un arco sulla superficie del composito strato, saldatura kalan e supporto temporaneo a volontà. La superficie dello strato composito deve essere il più piatta e liscia possibile con la superficie di saldatura. Rinforzo di saldatura dopo la saldatura Inferiore o uguale a 1,5 mm.
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