淺談鍋爐高溫受熱面管子的焊接

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1、淺談鍋爐高溫受熱面管子的焊接摘要：介紹了φ38×5的12Cr2MoWVTiB貝氏體耐熱鋼的焊接工藝，并對在焊接過程中較易出現(xiàn)的缺陷進行了分析，提出了解決的方法，經(jīng)實踐檢驗是正確的和可靠的。1.引言鍋爐受熱面管子工作環(huán)境惡劣，最易出現(xiàn)爆管現(xiàn)象，隨著鍋爐逐漸向大型化發(fā)展，受熱面管子承受的壓力和溫度都逐漸提高，鍋爐安全性能要求也越來越高，這對管子材料提出了更高的要求。所選用鋼管已經(jīng)由20#碳鋼、珠光體耐熱鋼15CrMoG、12Cr1MoVG發(fā)展到貝氏體耐熱鋼12Cr2MoWVTiBG、馬氏體耐熱鋼T91、奧氏體耐熱鋼TP304H，對焊縫質(zhì)量要求高從而對焊工

2、操作水平提出了更高的要求，操作不當(dāng)會使探傷合格率較低，對焊縫多次返修還會使焊工產(chǎn)生恐懼心理，大大降低生產(chǎn)效率。以下結(jié)合實踐經(jīng)驗重點對高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐高溫過熱器管子（材料為12Cr2MoWTiBφ38×5）在氬弧焊過程中易出現(xiàn)的缺陷進行分析，并提出解決問題的辦法。2.材料分析12Cr2MoWTiB為我國自行研制成功的貝氏體低合金熱強剛，其熱強性超過國外同類鋼種，具有良好的綜合機械性能、工藝性能、抗氧化性能，組織也較穩(wěn)定。在600~620℃時具有較高的持久強度，因此可代替價格昂貴的高合金奧氏體鋼。用作金屬壁溫為600~620℃超高參數(shù)鍋爐過熱器管和

3、再熱器管。12Cr2MoWVTiBG在正火加回火處理后使用，熱處理后得到完全貝氏體組織才能保證合格的性能，所以有的資料上又稱貝氏體鋼。此鋼的碳當(dāng)量較高，淬硬傾向大，必須有嚴(yán)格的焊接工藝作保證才能確保焊縫質(zhì)量的可靠性，焊后需進行750~780℃回火處理，保溫時間為15~20分鐘。3.焊接工藝試驗及分析3.1焊接準(zhǔn)備焊機選用時代WS-400,直流正接，噴嘴直徑8mm,鎢極選用WCe20,φ2.5mm，鎢極錐度30°。3.2焊接材料焊接材料選用應(yīng)盡量與母材相同，選用上海設(shè)備修造廠生產(chǎn)的H10Cr2MnMoWVTiB,φ2.5mm,用砂紙將焊絲表面的油污、氧

4、化物打磨干凈，使焊絲露出金屬光澤。3.3坡口制備開V形坡口，坡口角度60~65°，鈍邊1mm，間隙2~3mm，坡口兩側(cè)各10mm范圍內(nèi)必須清理干凈至露出金屬光澤。3.4焊接工藝參數(shù)焊接工藝參數(shù)的選擇應(yīng)以保證點固焊和打底層焊透且不出現(xiàn)燒穿、焊瘤等缺陷為原則，并保證蓋面層成形美觀、無缺陷。經(jīng)試驗確定的焊接工藝參數(shù)見下表：焊接層數(shù)焊接電流／A電弧電壓／V氬氣流量L／min焊接速度L／min點固焊90~10012~138~1010~12打底焊100~11013~148~1010~12蓋面焊100~11013~148~1010~124．焊接缺陷分析在氬弧焊過程

5、中，由于材料比較特殊焊工操作不當(dāng)焊縫較易出現(xiàn)未焊透、未熔合、焊縫內(nèi)凹、氣孔、焊縫成形差等缺陷。4.1焊縫未焊透12Cr2MoWVTiBG合金元素比較多，它們之間易結(jié)合成復(fù)雜的碳化物相，熔池粘度較高流動性差且表面張力大，如果裝配間隙過小操作時稍有不慎便會產(chǎn)生未焊透缺陷，解決辦法是間隙要得當(dāng)，采用適當(dāng)?shù)暮附与娏骱秃附铀俣取?.2焊縫未熔合由于此種鋼材含有鉻元素，在焊接時極易形成致密氧化膜，而氧化膜的熔點非常高，所以在焊接過程中特別是在焊第二層蓋面焊時，其氧化膜嚴(yán)重影響了上下兩層的融合，造成未熔合缺陷。解決辦法是在蓋面焊時速度適當(dāng)放慢，盡量少用衰減，待跟打

6、底焊層充分熔合后再勻速向前施焊。4.3焊縫內(nèi)凹缺陷由于此種焊接是全位置焊（單面焊雙面成型），當(dāng)焊接底部焊縫時，由于重力和表面張力的不利因素造成內(nèi)凹缺陷。解決辦法是焊槍噴嘴與工件的夾角為75~80°，焊絲與工件的夾角為10~15°，焊絲送進熔池后退出，通過焊槍的擺動將熔滴帶至坡口兩側(cè)，在底部盡量少用衰減，焊絲每次送進時給熔池一個向上托的力量，需要注意的是焊絲在送進再退出時不能脫離氬氣保護區(qū)以防止發(fā)生氧化。4.4焊縫成型差原因是熔池中液體流動性差，焊工操作動作不熟練和協(xié)調(diào)造成，應(yīng)加強練習(xí)。4.5焊縫有氣孔主要原因是氫氣和氮氣在焊縫冷卻過程中來不及排出殘留

7、在熔池中造成氣孔缺陷，解決的辦法是焊件焊絲表面及層間清理要干凈，盡量壓低電弧，控制好焊接速度，提前送氣滯后斷氣，掌握好正確的熄弧方法。結(jié)論：通過實踐證明采取上述焊接工藝方法可以保證焊接質(zhì)量，探傷合格率在98%以上，可以提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。山東省金藍(lán)領(lǐng)（焊工）答辯論文淺談鍋爐高溫受熱面管子的焊接單位：中國重汽集團姓名：丁志維2008年6月