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與大口徑不銹鋼管相比，焊接管具有一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)，即幾何尺寸精度高，這對(duì)于儀表制造、無線電技術(shù)和電子工業(yè)頗為重要。因此采用以微等離子焊接法生產(chǎn)的隨后再冷變形的薄壁管取代大口徑不銹鋼管無疑是有意義的。在全蘇管材科學(xué)研究所進(jìn)行的研究工作計(jì)劃中包括：焊接

管和焊接變形管的表面質(zhì)量和幾何參數(shù)同大口徑不銹鋼管的對(duì)比研究；焊接、熱處理和變形后的焊縫的化學(xué)成分、氣體成分、組織和性能同母體金屬的對(duì)比研究；及焊接管和大口徑不銹鋼管的性能比較。

    研究了用于制造壁厚為0.2毫米、直徑為13.0、10. 8和818毫米波紋管和軟管的以微等離子法焊接的鋼管。由12 X18H10鋼制成的鋼管。經(jīng)過熱處理并在XI"IT P8-15冷軋管機(jī)上軋制。

    研究結(jié)果表明，管料的外表面令人滿意，焊縫光滑明亮，沿焊縫的邊緣有淺藍(lán)的氧化色。管料的內(nèi)表面也令人滿意，焊縫平整而無光澤，但每隔3～6毫米有液滴狀的光亮區(qū)段，焊縫密實(shí)，無氣孔和疏松。毛刺高度均勻，不超過0.031—-0.020毫米。

    管徑和壁厚是特薄鋼管需按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)控制的主要幾何參數(shù)。鋼管直徑是用千分尺按橫截面測(cè)量的，確定了最大值和最小值。壁厚是用取自鋼管三個(gè)橫截面和四個(gè)縱截面交叉點(diǎn)的板狀試樣測(cè)量的。其中有一個(gè)縱截面穿過鋼管焊縫。鋼管壁厚是用精度達(dá)0.001毫米的K一6型千分尺測(cè)量的。測(cè)出的數(shù)據(jù)列于表33、34。

    測(cè)量結(jié)果表明，沿鋼管中心線的焊縫厚度變化不超過O.Ol5毫米。

    在評(píng)價(jià)幾何尺寸時(shí)需要指出，用微等離子法焊制后的鋼管橫截面具有明顯的非正圓彤狀；同時(shí)橢圓度波動(dòng)范圍很大，可達(dá)0.23毫米或更高。而同樣直徑的大口徑不銹鋼管的外徑容許偏差，根據(jù)FOCT14098-63規(guī)定，高精度鋼管為士0.07毫米，特高精度鋼管為±0.05毫米。

    因此焊制后的薄壁鋼管就制造精度來說不符合上述FOCT要求。除此之外，鋼管相當(dāng)大的彎曲度也超過容許值。

    由表33可以看出，焊接后鋼管壁厚差波動(dòng)在0. 020～0.034毫米，根據(jù)TOCr10498_63和MPTY/BHVITVIL333-64對(duì)特高精度大口徑不銹鋼管的要求，這大約為大口徑不銹鋼管壁厚容許偏差。

    用XⅡTP8-15冷軋管機(jī)軋后（即塑性變形后），鋼管壁厚波動(dòng)很小。壁厚差波動(dòng)范圍為0.002- 0.007毫米。

    軋制后鋼管外徑的波動(dòng)值符合予T'OCT和R4PTY對(duì)無縫薄壁鋼管的要求。

    根據(jù)對(duì)氣體成分的研究結(jié)果，在半制品的焊接管母體金屬中含有0.009%N：，0.0005%H：，0.005%0：，而在焊縫中則含有O.Ol%N2,0.00045%H2,0.005%02。

    鋼管的機(jī)械性能、工藝性能和耐腐蝕性能列于表35中。

    與氬弧焊接的鋼管不同，所研究的鋼管焊縫和母體金屬中的碳和鈦含量實(shí)際是相同的。在氣體成分方面也是如此。這可能是因?yàn)楹附訒r(shí)焊縫保護(hù)比較更為可靠，熔池容積比較小和在結(jié)晶溫度范圍內(nèi)的冷卻速度較高的緣故。

    焊縫的顯微組織是鑄造組織，柱狀晶體區(qū)內(nèi)的奧氏體枝晶相當(dāng)粗大，實(shí)際上沒有粗大的8一一鐵素體析出。在焊縫的中心區(qū)，枝晶細(xì)小，并與d一鐵素體均勻分布區(qū)等軸。

    母體金屬中的晶粒為7N8級(jí)的細(xì)小等軸晶粒。焊縫為階梯狀，并與鋼管內(nèi)表面上的“焊縫一母體金屬”界線構(gòu)成大于60。的角度。焊縫和母體金屬兩者的機(jī)械性能是不同的（見表35）。焊接后焊縫的強(qiáng)度和塑性由于組織狀態(tài)不同低子母體金屬。與此相對(duì)應(yīng)，焊縫耐晶間腐蝕的能力也相當(dāng)?shù)汀?/span>

    ①鋼管在1080℃溫度下真空熱處理并保溫15分鐘．

    ②鋼管在1080℃溫度下在氬氣中熱處理并保溫30分鐘。

    ③大口徑鋼管在1050℃溫度下真空熱處理，不保溫．

研究結(jié)果表明，熱處理會(huì)使焊縫和母體金屬的機(jī)械性能趨于一定程度的一致，并使焊縫區(qū)形成粒狀組織。但焊縫的晶粒比母體金屬大得多（l—3級(jí)）。與母體金屬相比，焊縫具有更高的腐蝕性。按所選定的任何一種制度熱處理之后，均可使焊縫和母體金屬的腐蝕性能變成一致。按特薄壁大口徑不銹鋼管所采用的工藝程序，在XⅡTP冷軋管機(jī)上以40～50%壁厚變形程度進(jìn)行軋制，并隨后熱處理之后，焊縫和母體金屬的組織、機(jī)械性能和腐蝕性能變得相同。

    管料不經(jīng)預(yù)先熱處理軋制出的鋼管的焊縫，與母體金屬相比仍保持著較高的腐蝕性能，并且原來的奧氏體枝晶的晶界也保持著占一定優(yōu)勢(shì)的晶粒方位。

    按管料焊接、熱處理（加熱至1080℃并保溫15～30分鐘）、以40～50%壁厚變形程軋制、隨后熱處理（在真空內(nèi)或保護(hù)氣體內(nèi)加熱至1050℃，不保溫）這樣的程序生產(chǎn)出的鋼管，具有和大口徑不銹鋼管相同的組織和性能。

    經(jīng)過焊接和軋制生產(chǎn)出的大口徑鋼管，用BAFTI/I-4型真空鹵素探漏器進(jìn)行了密閉性試驗(yàn)，也經(jīng)受了適用于大口徑不銹鋼管的液壓試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明焊接又經(jīng)軋制的鋼管完全氣密。

    因此以微等離子焊接法生產(chǎn)的、隨后不進(jìn)行冷變形（冷軋或拉拔）的鋼管，就其幾何尺寸、金屬組織和性能來說，不符合FOCT10498-63和MPTY對(duì)高精度大口徑不銹鋼管規(guī)定的要求。但這類鋼管看來可以用來制造軟管和波紋管。

以微等離子焊接法生產(chǎn)的鋼管經(jīng)過冷變形和熱處理后可以符合上述標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件的要求，因而可以代替大口徑不銹鋼管使用。

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