二、试验步骤
在压力容器制造中广泛使用的是单丝埋弧焊,并对经不同热处理后的焊缝金属进行扩散氢含量测试,以及力学性能(硬度、拉伸、冲击)试验。
1.2.25CrM00.25V钢焊缝金属中扩散氢含量的确定
最初根据AWS 4.3—95,采用直流和交流焊接,对焊缝扩散氢含量进行测试。AWS 4.3—95要求焊接一定尺寸形状的焊缝,随后快速在低温下冷却(从熄弧到试件浸入冰水中的时间间隔最大为3s,之后在酒精和丙酮的干冰过饱和溶液中冷却),最后试件的中部放入Yanko(cell)中,在经过150℃下12h的脱气处理,可以得到扩散氢含量。
实际的焊接操作与测试操作的条件有着显著的不同:
(1)实际焊缝中,不同的焊道受到后续焊道的加热,有利于焊缝金属中氢的逸出(除了最后一道焊缝)。
(2)实际的焊缝在焊后会立即进行DHT或ISR处理,这样在冷却至室温之前有较长的时间使氢从接头逸出。
因此,除了标准的AWS测试,本文还使用交流焊接(根据标准试验,这一方式焊接通常具有最高的扩散氢含量),并评价多道焊缝的扩散氢含量。
焊接条件:板厚200mm和40mm;焊丝直径4mm;单丝交流埋弧焊;热输入量为1.8/2.0kJ/cm;预热/层间温度200/250℃;焊丝/焊剂组合为AL CROMO S 225V/AL CROM0 F 537。
焊接完毕,焊接试板200mm厚,水冷至室温,随后用液态CO2冷却至-30℃,以在焊缝金属中保留最高含量的氢。
试验中对于200mm厚的试板,试样取自试板的上部和底部,以保证在加工过程中试样的温度尽可能低;对于40mm厚的试板,采用过渡层对接焊后,焊接试板加热至350℃和620℃并保温4h,空冷至室温以模拟实际焊缝的热循环。
采用冷加工取样,在放入Yanako cell之前在液氮冷却至-196℃。40mm厚试板的典型宏观金相如图1所示,表1给出了扩散氢含量测试的试验条件。


(待续)