Selección de varillas de soldadura en ingeniería de construcción.
En los proyectos de construcción de capacidad de producción de yacimientos petrolíferos se utilizan una variedad de varillas de soldadura. Resumen: Este artículo resume y analiza las características, composición, propiedades mecánicas, condiciones de trabajo y materiales de soldadura de los recubrimientos para varillas de soldadura, enumera los requisitos de selección para varillas de soldadura y proporciona instrucciones completas para la selección y el uso correctos de varillas de soldadura.
Palabras clave: puntos de selección comunes para las características de las varillas de soldadura
Existen muchos tipos de varillas de soldadura, cada una de las cuales tiene ciertas características y usos. Incluso el mismo electrodo tiene diferentes características de aplicación debido a los diferentes tipos de recubrimiento. Además, las propiedades físicas y químicas, las condiciones de trabajo (forma estructural y rigidez), las condiciones de construcción, etc. de las piezas soldadas son diferentes. Se deben considerar factores como la eficiencia de producción y la economía, lo que inevitablemente traerá ciertas dificultades a la selección. de varillas de soldadura.
Por lo tanto, es necesario determinar algunos principios básicos que orienten la selección de varillas de soldadura.
En los proyectos de construcción de capacidad de yacimientos petrolíferos, se utilizan una variedad de varillas de soldadura. Además de una comprensión cuidadosa de la composición, el rendimiento y los usos de diversos materiales de varillas de soldadura, también se deben considerar exhaustivamente las condiciones del lugar de soldadura, las condiciones de construcción y los procesos de soldadura para seleccionar y utilizar correctamente las varillas de soldadura.
Características de las varillas de soldadura de uso común en 1
1.1 Características de los electrodos de celulosa
El recubrimiento de las varillas de soldadura de celulosa contiene aproximadamente un 30% de materia orgánica, como polvo de madera. , almidón, celulosa, etc. También contiene cantidades adecuadas de dióxido de titanio, amianto, etc. Es reducido por ferromanganeso.
Durante el proceso de soldadura, la materia orgánica se descompone para producir una gran cantidad de gas para proteger el arco y el metal fundido, por lo que se le puede llamar varilla de soldadura protegida con gas.
Debido a que se confía en la protección del gas, se puede reducir el agente formador de escoria, el espesor del recubrimiento se vuelve más delgado, la fuerza de soplado del arco es fuerte durante la soldadura, la profundidad de penetración es grande y la escoria es fácil de formar. , pero hay más salpicaduras.
Este electrodo es adecuado para soldadura en todas las posiciones, utilizándose principalmente para soldadura vertical hacia abajo. Actualmente, se utiliza ampliamente como electrodo recubierto con imprimación en proyectos de tuberías con un diámetro de 159 mm o más en campos petroleros.
Es mejor utilizar una fuente de alimentación de CC con polaridad inversa al soldar: la corriente de soldadura debe ser lo más pequeña posible; de lo contrario, el recubrimiento se sobrecalentará, la materia orgánica se descompondrá de antemano y la protección de la piscina fundida se dañará. ser insuficiente y se producirán fácilmente defectos de soldadura.
1.2 Características de las varillas de soldadura con bajo contenido de hidrógeno
Las varillas de soldadura recubiertas con bajo contenido de hidrógeno no reciben el nombre de las principales materias primas del recubrimiento, pero se caracterizan por el bajo contenido de hidrógeno difusible en el metal depositado.
El recubrimiento contiene principalmente carbonato, fluorita y otros fluoruros, y la escoria tiene una alta alcalinidad, lo que también se denomina electrodo de recubrimiento alcalino.
Los ingredientes de la escoriación son CaO, CaF2, MgO, SiO2_2, TIO2_2 y ZrO2_2.
Cuando se convierten en varillas de soldadura recubiertas, la temperatura de secado es muy alta.
Eliminando así aún más la humedad del recubrimiento y reduciendo la fuente de hidrógeno.
Otra ventaja importante de los electrodos recubiertos con bajo contenido de hidrógeno es que el contenido de hidrógeno difusible del metal depositado es muy bajo, sólo de 1/5 a 1/10 de otros tipos de electrodos.
La baja difusión del hidrógeno juega un papel importante en la mejora de la capacidad de craqueo en frío.
Por lo tanto, las estructuras gruesas o rígidas deben soldarse con electrodos de bajo contenido de hidrógeno, de lo contrario se producirán grietas por frío en la zona de soldadura o afectada por el calor. A medida que aumenta la calidad del acero o la resistencia de la soldadura, disminuye la cantidad de hidrógeno que se permite difundir.
Por lo tanto, para evitar grietas en frío en la soldadura, se deben utilizar electrodos de hidrógeno ultrabajo al soldar acero de alta resistencia.
Después de que el recubrimiento del electrodo cubierto absorbe la humedad, la cantidad de hidrógeno difundido en el metal depositado aumenta significativamente, lo que también es una de las razones importantes de la aparición de grietas por frío en la soldadura.
Las varillas de soldadura con bajo contenido de hidrógeno se utilizan ampliamente en importantes proyectos estructurales para el transporte de medios tóxicos e inflamables y en proyectos de construcción de capacidad de yacimientos petrolíferos; también son la primera opción para reparar varillas de soldadura recubiertas.
1.3 Características de las varillas de soldadura ácida
La composición de recubrimiento de las varillas de soldadura ácida tiene fuertes propiedades oxidantes y es insensible a los poros causados por el agua y el óxido. Los electrodos recubiertos deben hornearse a 65438 ± 050 °C durante 65438 ± 0 horas antes de su uso. No es necesario secar los electrodos recubiertos de celulosa si no están mojados.
El arco es estable, es posible soldar con CA, la corriente de soldadura es grande y son posibles operaciones de arco prolongado.
El efecto de transición del elemento de aleación es pobre, la soldadura está bien formada, la profundidad de penetración es poco profunda excepto en el molde de óxido de hierro y la estructura de escoria es vítrea, lo que facilita la eliminación de la escoria.
Las soldaduras tienen un alto rendimiento ante impactos a temperatura ambiente y baja temperatura, pero excepto en el caso del tipo óxido de hierro, su resistencia al agrietamiento es pobre.
El alto contenido de hidrógeno en las soldaduras puede producir fácilmente puntos blancos, lo que afecta a la plasticidad y produce menos humo durante la soldadura.
1.4 Características de los electrodos alcalinos
La composición de los recubrimientos de los electrodos alcalinos es altamente reducible y sensible a los poros provocados por el agua y el óxido. La varilla de soldadura debe secarse a 300~400 ℃ y 65438 ±0~2 horas antes de su uso.
El fluoruro en el recubrimiento empeora la estabilidad del arco, por lo que se requiere soldadura CC. La corriente de soldadura es relativamente pequeña, aproximadamente 10 veces menor que la del electrodo ácido de la misma especificación. Se requiere una operación de arco corto; de lo contrario, es fácil que se formen poros y el efecto de transición del elemento de aleación es bueno.
La soldadura está bien formada, es fácil de acumular, tiene una gran profundidad de penetración y la estructura de escoria está cristalizada. Es difícil descargar la escoria en la primera capa de la ranura, pero es fácil de descargar. escoria en capas posteriores.
La soldadura tiene un alto rendimiento de impacto a temperatura ambiente y baja temperatura, buena resistencia al agrietamiento, bajo contenido de hidrógeno en la soldadura y mucho humo durante la soldadura.
2 Condiciones básicas de las varillas de soldadura
2.1 Considerar las propiedades mecánicas y requisitos de composición química de la soldadura.
① Desde la perspectiva de igual resistencia, seleccione una varilla de soldadura que cumpla con los requisitos de rendimiento mecánico.
Alternativamente, en combinación con la soldabilidad del metal base, se utilizan varillas de soldadura con diferentes resistencias y buena tenacidad, pero la estructura de soldadura debe cambiarse para cumplir con los requisitos de igual resistencia y rigidez.
(2) Hacer que la composición de la aleación del metal depositado sea consistente o cercana al material base.
③Cuando la composición química del metal base contiene altos niveles de impurezas nocivas como carbono, azufre y fósforo, las varillas de soldadura recubiertas con fuerte resistencia al agrietamiento y a la porosidad, como las varillas de soldadura recubiertas con bajo contenido de hidrógeno, debe usarse.
Debe señalarse que los requisitos para las propiedades mecánicas y la composición química de los componentes soldados están desequilibrados. Algunas soldaduras pueden enfatizar los requisitos de resistencia y tenacidad, pero los requisitos de composición química no son necesariamente consistentes con. Los requisitos para el material original. Los materiales son los mismos. Por ejemplo, al seleccionar varillas de soldadura de acero estructural, primero debe considerar la igual resistencia entre el metal de soldadura y el metal base o la alta tenacidad del metal de soldadura puede enfatizar los requisitos de composición química, como la composición química de; La consistencia del metal de soldadura y del metal base combina la elección de electrodos de acero resistente al calor y de acero inoxidable. A veces puede haber requisitos estrictos para ambos. Por lo tanto, al seleccionar varillas para soldar, se debe priorizar y considerar todo de manera integral.
2.2 Considerar las condiciones de trabajo y desempeño de la soldadura.
(1) En condiciones de carga dinámica y carga de impacto, la pieza de trabajo no solo requiere resistencia a la tracción y límite elástico, sino que también requiere alta tenacidad y plasticidad al impacto.
En este momento, se deben seleccionar electrodos de tipo bajo en hidrógeno, tipo calcio titanio o tipo óxido de hierro.
② Cuando la pieza trabaja en medios corrosivos, se debe distinguir el tipo de medio, la concentración, la temperatura de funcionamiento y el tipo de corrosión (corrosión general, corrosión intergranular, corrosión por tensión, etc.) para seleccionar el acero inoxidable adecuado. varilla de soldadura de acero.
(3) Cuando la pieza de trabajo trabaja en condiciones de desgaste, es necesario distinguir si se trata de desgaste general o desgaste por impacto, si se trata de desgaste metal con metal o desgaste abrasivo.
También se debe tener en cuenta si se trabaja en medios corrosivos para seleccionar el electrodo de revestimiento adecuado.
(4) Las piezas de trabajo que trabajan a bajas o altas temperaturas deben utilizar varillas de soldadura que puedan garantizar propiedades mecánicas a bajas o altas temperaturas.
2.3 Considere las características estructurales, estado de tensión, rigidez, preparación de la ranura de soldadura y posición de soldadura de la pieza de trabajo.
(1) Las piezas de trabajo con formas complejas o gran espesor son propensas a agrietarse debido a la gran tensión interna generada por el metal de soldadura durante el enfriamiento y la contracción.
Por lo tanto, se deben utilizar varillas de soldadura con buena resistencia al agrietamiento, como varillas de soldadura con bajo contenido de hidrógeno, varillas de soldadura de alta tenacidad o varillas de soldadura de óxido de hierro.
(2) Cuando la posición de soldadura no se puede invertir, se deben seleccionar varillas de soldadura que puedan soldar en todas las posiciones.
(3) Cuando ciertas piezas de soldadura son difíciles de limpiar debido a condiciones limitadas, se deben considerar varillas de soldadura ácidas que son altamente oxidantes e insensibles al óxido, las incrustaciones y el aceite para evitar defectos como poros.
3 Puntos de selección de varillas de soldadura al soldar un mismo acero.
3.1 Propiedades mecánicas y requisitos de composición química
Para el acero estructural ordinario, generalmente se requiere la resistencia del metal de soldadura y del metal base, y la resistencia a la tracción del metal depositado debe ser igual. igual o ligeramente superior a La varilla de soldadura del metal base; para el acero estructural de aleación, se requiere principalmente que las propiedades mecánicas del metal de soldadura coincidan con las del metal base y, a veces, la composición de la aleación es la misma o cercana a la del metal base; cuando la estructura de soldadura es rígida y la tensión de la unión es alta, la soldadura es propensa a agrietarse y cuando se producen defectos, se puede considerar una varilla de soldadura con una resistencia un nivel inferior a la del metal base. Cuando el contenido de carbono, azufre, fósforo y otros elementos en el material base es alto, es probable que se produzcan grietas en la soldadura y se deben seleccionar varillas de soldadura con bajo contenido de hidrógeno y buena resistencia a las grietas.
3.2 Requisitos de rendimiento y condiciones de trabajo de las soldaduras
Para soldaduras que soportan cargas dinámicas y cargas de impacto, además de cumplir los requisitos de resistencia, el metal de soldadura también debe garantizar que tiene a alto Para mejorar la tenacidad al impacto y la formabilidad, se pueden seleccionar varillas de soldadura con bajo contenido de hidrógeno con índices de formación y tenacidad más altos. Se deben seleccionar varillas de soldadura de acero inoxidable u otras varillas de soldadura resistentes a la corrosión de acuerdo con la naturaleza y las características de corrosión del medio corrosivo; . Las piezas soldadas que trabajan a altas o bajas temperaturas deben utilizar los correspondientes electrodos de acero resistente al calor o de acero de baja temperatura.
3.3 Características estructurales y estado tensional de las soldaduras
Para soldaduras con formas estructurales complejas, alta rigidez y gran espesor, debido a la alta tensión, es probable que se produzcan grietas durante el proceso de soldadura. Por lo tanto, debemos elegir varillas de soldadura con bajo contenido de hidrógeno y buena resistencia al agrietamiento; para soldar piezas que son difíciles de limpiar en el lugar de soldadura, se deben utilizar varillas de soldadura ácidas que sean altamente oxidantes e insensibles al óxido, la suciedad y el aceite; piezas que no se pueden voltear debido a las condiciones, algunas soldaduras están en Para posiciones de soldadura no planas, se deben usar varillas de soldadura para soldadura en todas las posiciones.
4 Condiciones y equipos de construcción
Cuando no hay fuente de alimentación de CC y la estructura de soldadura requiere el uso de varillas de soldadura con bajo contenido de hidrógeno, soldadura con bajo contenido de oxígeno de doble propósito AC-DC se deben utilizar varillas de soldadura en áreas estrechas o mal ventiladas. Cuando sea posible, elija varillas de soldadura ácidas o varillas de soldadura con bajo contenido de polvo y hidrógeno.
4.1 Rendimiento del proceso operativo
Bajo la condición de cumplir con los requisitos de rendimiento del producto, intente elegir varillas de soldadura ácidas con un buen rendimiento del proceso.
4.2 Beneficios económicos
Bajo las condiciones de cumplimiento del rendimiento de uso y proceso operativo, intente utilizar varillas de soldadura de bajo costo y alta eficiencia.
5 Conclusión
En resumen, en el proceso de selección de varillas de soldadura, debemos considerar muchos aspectos, seleccionar un rango adecuado y verificar el rendimiento del proceso de las varillas de soldadura. A través de la operación real, podemos ver si la varilla de soldadura puede realizar fácilmente operaciones de soldadura, examinar la fluidez de la escoria bajo el estado de generación de arco, la transición de las gotas durante el proceso de soldadura, el grado de eliminación de escoria y la apariencia de la soldadura. después de la soldadura. Evaluación experimental y de rendimiento de toda la operación de soldadura para determinar qué electrodo es la mejor opción.
Porque el rendimiento del proceso de soldadura también se ve afectado por muchos factores, como el nivel técnico del soldador, el rendimiento de la máquina de soldar, las herramientas de soldadura, el rendimiento del metal base (material, placa espesor, tipo de junta), parámetros de soldadura, etc. Es difícil evaluar de manera objetiva y precisa el desempeño del proceso de varillas de soldadura. Por lo tanto, al evaluar el rendimiento del proceso de la varilla de soldadura, también se deben determinar condiciones como la máquina de soldar, la máquina de soldar, otras herramientas de soldadura, los materiales de prueba y los parámetros de soldadura.