法兰是一种常用的管道部件,在法兰与管道进行连接的时候,往往使用的是焊接的方式。但是如果在焊接的时候操作不当的话,就会让法兰和不锈钢管之间产生裂缝,那么法兰为什么在焊接的时候出现裂缝?如何避免法兰开裂这种情况呢?一起来了解一下,希望通过这些内容可以帮助大家更好的了解法兰这种管件在焊接中需要注意的事情。
一、法兰裂纹的类型有哪些
在知道法兰中焊接裂纹的原因之前,首先要知道裂纹的类型、热裂纹还是冷裂纹。根据裂缝的种类不同,原因也不同。法兰焊接裂纹发生在法兰和不锈钢管焊接时。焊接是加热、高温或高压连接金属和塑料等其他热塑性材料的制造工艺和技术,因此法兰焊接裂纹像热裂纹。
在此,主要分析法兰热裂纹的成因,因为焊接一般导致的就是热裂纹。
热裂纹是焊接冷却过程的高温阶段产生的裂纹,主要存在于焊接金属中。也少量存在于近缝部,分为结晶(凝固)裂纹、液化裂纹和多边化裂纹。其中晶体裂纹是常见的裂纹,主要发生在杂质元素多的碳钢焊接中。
二、法兰焊接裂纹的原因
那么,法兰焊接裂纹的原因有很多。可以是法兰或不锈钢管本身引起的。也可以是焊接拉伸应力和焊接接头过热的程度引起的。具体而言,情况如下:
1、碳含量对法兰开裂的影响
碳含量超过0.04%时会产生碳化物,碳化物越多钢的耐腐蚀性越低,脆性越大。法兰此时用不锈钢管焊接,会产生裂纹。
2、热裂纹对法兰开裂的影响
热裂纹是在焊缝过程中,在高温下产生的裂纹。它们主要出现在焊缝的金属内,可以分为结晶(凝固)裂纹、液化裂纹和多边化裂纹。结晶裂纹是最常见的类型,主要出现在单相奥氏体不锈钢、含有更多杂质元素(S,P,Si和C)的碳钢中、铝及其合金等其他焊接结构的焊缝中。主要影响因素是焊接接头过热(工艺)的程度,低熔点共晶(焊缝金属的化学成分),焊接拉应力。
3、再热裂纹对法兰开裂的影响
它通常发生在某些含有沉淀强化元素的钢种和高温合金中(包括低合金高强度钢,珠光体耐热钢,沉淀强化高温合金,以及某些奥氏体不锈钢)。它们焊接后并未发现裂纹,而是在热处理过程中产生了裂纹。从防止再热裂纹的材料选择角度来看,可以使用细晶粒钢。
4、冷裂纹对法兰开裂的影响
它主要发生在高、中碳钢、低、中合金钢的焊接热影响区,但有些金属,如某些超高强钢、钛及钛合金等有时冷裂纹也发生在焊缝中。通常情况下,钢种的淬硬倾向,焊接接头的氢含量和分布以及焊接接头的受约束状态是造成高强度钢焊接产生冷裂纹的三个主要因素。焊接后形成的马氏体组织在氢元素的作用下与拉应力结合形成冷裂纹,它的形成通常是通过晶或沿晶的。冷裂纹一般分为焊道下裂纹、焊趾裂纹、根部裂纹。
5、焊接应力对法兰开裂的影响
焊接由加热和冷却两部分组成,热源沿着焊接物移动时,焊接物上某一点的温度随时间从低到高,达到极限值时从高到低,形成焊接热循环。焊接时,由于热源的集中强度,加热速度远远快于热处理条件,局部受热区域继续移动。因此,靠近法兰处焊接的地方在焊接中受到复杂的焊接应力,产生裂纹。
三、法兰开裂的解决办法
预防和控制法兰冷裂纹可以从三个方面开始:焊接材料的选择和工艺措施三方面入手。焊材应选用低氢焊条,焊缝应用低强度匹配,对于高冷裂倾向的材料也可选用奥氏体焊材;应尽量选用碳含量较低的材料,这几种都是热处理防治冷裂的工艺措施。
降低材料中S、P 等杂质元素的含量,适当提高Mn/S 比,可以置换Fe-FeS 低熔点共晶物的Fe,形成熔点1620Co 的MnS,从而提高焊缝的抗裂性能。采用适当焊接方法和工艺,控制线能量输入,减少焊缝过热,在焊接材料中加入Ti、Mo、Nb 或稀土元素,抑制柱状晶粒发展,细化晶粒,明显改善性能。
以上就是一些关于不锈钢法兰管件开裂的知识,不锈钢管件厂家希望上文中的这些知识,让大家可以在施工的时候避免这些情况的出现,这样才可以提高工程质量。