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铁素体不锈钢在焊接领域的发展及研究意义

来源:不锈钢管编辑 发布时间:2020-05-21 次浏览

不锈钢是现代工业中极其重要的材料,304不锈钢无缝管在我国的工业生产中被广泛使用。21世纪以来,中国不锈钢工业发展迅速进入。工业生产的快速发展导致中国不锈钢的使用逐年增加,不锈钢产量每年占世界总产量的一半。据统计,2015年全球粗不锈钢总产量约为4220万吨,其中中国不锈钢总产量约为2218万吨,约占世界总产量的52.5%,超过世界总产量的一半,略高于2014年的2169.2万吨。然而,在过去的两年里,中国的宏观经济几乎停滞不前,导致不锈钢消费增加的困境。在宏观经济增长缓慢等因素的影响下,我国不锈钢市场形势日益恶化。预计2016年不锈钢行业的竞争将空前激烈,钢厂成本的波动将进一步影响不锈钢材料的市场价格。不锈钢中的铬和镍在国外供过于求,但在中国供过于求。不锈钢本身供过于求,剩余空间不断波动。多年来,含镍奥氏体不锈钢因其早期发展和优异的性能,在不锈钢的使用中占有很大的比重。过度消耗导致中国镍资源逐渐短缺,含镍奥氏体不锈钢日益昂贵。这些因素使得如何通过降低镍元素的消耗来控制不锈钢的生产成本成为我国现代工业发展和转型中亟待解决的问题。

铁素体不锈钢是一种镍含量很低的不锈钢。钢种不仅在钢材市场上价格低廉,不锈钢换热管而且具有良好的可焊性,因此广泛应用于管道输送、汽车工业和建筑领域。不锈钢通常根据主要相的比例进行分类。铁素体基体是铁素体不锈钢的主要相,含有多种合金元素,其中较重要的铬含量约为11%~30%。12%Cr铁素体不锈钢是我国经过技术改造后由TCS345不锈钢制成的一种新型钢。铬含量为12%,碳、氮含量低,钼、锰、钛等元素含量少。因此,该钢具有较好的综合力学性能和耐腐蚀性能。铬元素是防止金属表面氧化的重要元素,因此该钢种常用于制造抗氧化和耐腐蚀零件。同时,由于其良好的热膨胀系数和导热性,在热环境中也得到了广泛的应用。

焊接是铁素体不锈钢日常加工的一项重要加工技术。铁素体不锈钢焊接接头是整个构件的薄弱环节,该区域的性能是影响焊接件正常使用寿命的重要因素。与其他类型的铁素体不锈钢相比,12%铬铁素体不锈钢具有更优异的焊接性。在相同的工艺参数下,焊接区宽度和晶粒尺寸减小,焊接件的力学性能也得到提高。

高频焊接技术是一种无填充材料的焊接技术。其原理是利用电流的趋肤效应和邻近效应,通过电阻加热基底金属的边缘,在短时间内达到所需的熔化温度。在挤压力的作用下,材料被挤出再固化,从而实现材料的连接。由于该工艺没有填充材料,焊接热影响区的尺寸极小,有助于提高传统焊接工艺下焊接接头的性能,具有生产效率高、成本低、易于自动化等特点。在实际生产中,高频焊接HFW具有生产效率高、焊缝外形美观的优点,广泛应用于石油开采行业的管道、天然气输送管道和配气管道。高频焊管生产技术已经成为一种成熟的管材生产技术,并得到了广泛的应用。

通过实际生产试验,本课题采用八种焊接工艺方案对12%Cr铁素体不锈钢进行高频焊接



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