关于锆材的焊接

上海益鼎化工设备,Shanghai E-THCH PETRO. Equipment Co., Ltd.,1,关于锆材的焊接,锆材是一种稀贵有色金属材料，用于化工类杭腐蚀材料。这里主要对此材的特性进行分析，并与以焊接实践与其它材料进行对比，强调焊接所需考虑的问题，便于采取相应的措施，提高焊接性能。简单分析如下：,Shanghai E-THCH PETRO. Equipment Co., Ltd.,2,Shanghai E-THCH PETRO. Equipment Co., Ltd.,3,概念： 锆（Zr） 是 非常 活泼的金属，其优异的抗腐蚀性实际上取决于表面氧化膜的完整性和牢固性。在高温下，Zr易与O2、Nz、 H2反应，与H2在200可生成 ZrH2,，在大约315的H,气氛中，Zr会吸收112而导致氢脆，与02在300可生成ZrO3，在大约550以上，与空气中的02反应生成脆性氧化膜，在700 以上.Zr吸收会使材料严重脆化;在600 Zr吸收而生成ZrN,用途 ： 用于反应堆结构材料耐中子辐照，强度不发生变化，（HF）要严格控制。 化工类抗腐蚀材料ZR，它的耐腐蚀性优于不锈钢、Ni和镍合金、Ti，力学性能和工艺性能很适于制造耐腐蚀压力容器、管道等，在醋酸和农药厂等强腐蚀场合的应用越来越多。,锆材的特性：,锆材是用于化工类抗腐蚀材料，有较广泛的应用，Zr和Ti晶体结构类型相同，物理性能比较接近，焊接性能也应有许多相似之处， Zr的焊接性能良好，产生裂纹的倾向很小，可以采用多种焊接方法，其中氩弧焊（如下图）是比较经济的方法、关键是保护。 Zr 在 590以上对O2 N2 H2的脆性敏感，因此对该金属应予以保护。防止大气污染。在弧焊时，Zr必须与大气隔离一直冷却到593以下。 锆焊丝必须进行化学清洗，保证无严重的氧化、吸收的水汽、油脂和脏物。,Shanghai E-THCH PETRO. Equipment Co., Ltd.,4,锆材的焊前准备,焊前准备： 母材应采用机械加工，宜采用较慢的加工速度，防止局部温度过高，坡口角度单边为30 -35 为宜。 保护气体应采用高纯度(99.99%以上)的氩气或氮气（Ar）增加熔深，He改善保护，也可用混合保护，露点小于一40。应采用塑料软管供气(橡胶软管吸气)。采用钵一钨电极。,Shanghai E-THCH PETRO. Equipment Co., Ltd.,5,焊件坡口、焊丝应进行认真清理，以杜绝一切有可能的杂质污染。需清除的杂质包括氧化膜、机械加工坡口表面微裂纹内的吸附物、材料表面的油脂及污物。因此清理程序应为:磨光机打磨一不锈钢丝轮(刷)清理一抛光轮抛光曰丙酮或无水乙醇)清洗斗封口保护。如图所示：,Shanghai E-THCH PETR. EOquipment Co., Ltd.,6,焊接工艺要点,热输入控制对钦材，工艺参数（详见下页图）都要求在保证熔合的前提下，尽量用小热愉人焊接，资料介绍一般在7-35 kJ/cm之间。考虑其散热速度较慢，需要靠Ar使其快速冷却降温，应按较低值选取，施工时宜采用小电流、慢焊速。对结材，以上原则和参数均可参考,道间温度控制道间温度高，焊缝、HAZ热影响区)在高温停留时间增加.冷却速度饭，使室温下的晶位度增大。对钦材一般控制在200以下，对始材也可按200 以下控制。,焊接气孔的预防因焊接气孔主要是由于坡口表面的污染而引起，除严格按清理程序进行清理外，坡口清理后应立即进行保护，以防止再次污染。钦材是采用医用胶布枯贴保护，对错材可经试验，但从杂质的控制指标看，也应是可行的.同时，应控制坡n的清理与组对焊接过程要尽量衔接紧密。,焊接保护措施对活泼金属的保护是焊接的关键问题，除保护熔池外，焊接的高温区域及焊丝前端部都要始终处于惰性气体的有效保护之下。,Shanghai E-THCH PETRO. Equipment Co., Ltd.,7,Shanghai E-THCH PETRO. Equipment Co., Ltd.,焊接工艺参数 （即下图举例说明）,8,氩弧焊焊缝设计,Shanghai E-THCH PETRO. Equipment Co., Ltd.,9,10,焊接保护： 对活泼金属的保护是焊接的关键问题，除保护熔池外，焊接的高温区域及焊丝前端部都要始终处惰性气体的有效保护之下。锆材 因 导热性差，熔池直径较大，故为增大熔池保护区域，焊枪喷嘴要适当加大，一般迭用内径16mm以上的喷嘴为宜。为了保护400 0C以上的高温区域.通常是在焊枪上附加一个拖罩来实现，并且焊缝的背面也采取保措施。,