焊接工藝研究論文

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1、T91/P91焊接工藝研究夏興龍（兗礦集團(tuán)濟(jì)三電力有限公司，山東濟(jì)寧272169）摘要大型電站鍋爐過熱器、再熱器及主蒸汽管道廣泛采H1T91/P91耐熱鋼,經(jīng)過多年對其進(jìn)行焊接工藝評定測試，國內(nèi)其焊接丄藝己基本成熟，焊接工藝及參數(shù)通過優(yōu)化和總結(jié)，施工、檢修質(zhì)量得以進(jìn)一步提高。本文對T91/P91鋼焊接工藝進(jìn)行淺析，積累了一定經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞T91/P91鋼焊接工藝研究1T91/P91鋼的焊接性能T91/P91鋼屬于新型鐵索體型耐熱高合金鋼，該鋼焊接性的主要問題是冷裂紋敏感性較強(qiáng)，以及一定的熱裂紋傾向，同時也不可忽視接頭性能的弱化（焊縫

2、區(qū)籾性惡化和熱影響區(qū)的軟化），易出現(xiàn)冷裂紋、焊接接頭脆化、HAZ區(qū)軟化等間題，合理的焊接工藝是控制和改善該鋼焊接性的重要技術(shù)手段。必須嚴(yán)格按照工藝規(guī)程，方可獲得滿意的焊接接頭。應(yīng)該嚴(yán)格控制焊接和熱處理溫度，應(yīng)注意的匣點(diǎn)是采用較小的參數(shù)焊接。熱處理保溫時間的適當(dāng)延長，有利于焊接接頭常溫沖擊韌度的提高。2T91/P91鋼的焊接要點(diǎn)早期的焊接工藝主要采用兩種方法：一是全氨弧焊（TIG打底+TIG填充）；二是氤弧焊（TIG）打底+焊條電弧焊填充。其焊接工藝要點(diǎn)如下：2.1采用正確的坡口外形和尺寸。2.2選用合理的焊接材料（TIG焊絲和填充

3、電焊條）。2.3選用正確的焊接規(guī)范（包括焊絲及電焊條牌號和直徑、鵠極直徑、焊接電流、氮?dú)饬髁俊㈦娫礃O性、焊縫層數(shù)及道數(shù)等）。2.4選用正確的工件預(yù)熱溫度、焊縫層間溫度。2.5選用合理的焊后熱處理規(guī)范（包括升降溫速度、回火溫度及保溫時間等）。2.6堅(jiān)持正確的接頭裝配定位焊和熟練、高超的手工操作技能等。3施焊前準(zhǔn)備工作3.1焊絲去除表面的汕、垢及銹等污物，露出金屬光澤。焊條經(jīng)過350°C烘焙1.5-2h,置于80-100°C保溫筒內(nèi)，隨用隨取。3.2坡口制備關(guān)鍵注意対點(diǎn)：鈍邊厚度不超過2nmi,以防鐵水流動性差而造成根部未熔合；坡口及

4、其內(nèi)外兩側(cè)15-20mm范I韋I內(nèi)打磨至露出金加光澤。3.3焊接設(shè)備選用帶衰減的逆變式直流弧焊機(jī)。自制夾具巫意圖4焊接方法淺析4.1焊接方法：常采用TIG+SMAWo4.2焊前預(yù)熱421氮弧焊打底時預(yù)熱溫度取160-180°C,溫度過高不利于焊工操作，易產(chǎn)生夾絲、未焊透缺陷，還會加覓根部氧化。4.2.2電弧焊填充時，道間溫度控制在280-320°CZ間，T91/P91鋼的MS點(diǎn)轉(zhuǎn)變溫度大約在380°C左右，預(yù)熱溫度選在28O-320°C,即MS點(diǎn)溫度附近，既能保怔高溫停留時間短，又能使馬氏體轉(zhuǎn)變時冷速緩慢，并形成自回火馬氏體，解決

5、了既要采用小參數(shù)，乂不能讓焊縫冷速太快的矛盾。該種鋼的焊條在300°C左右的預(yù)熱溫度下，有最佳的操作性能，熔滴過渡及鐵水流動性和飛濺都明顯改變。4.3TIG打底焊4.3.1為防止T91/P91鋼焊縫根部氧化，焊前在管內(nèi)充氮保護(hù)。充氮保護(hù)范圍以坡口軸向中心為基礎(chǔ)，每側(cè)各250-300mm處貼上兩層可溶紙（可用報紙代替）。用漿糊粘住，做成密封氣室。利用細(xì)銅管把頭敲扁插人焊縫內(nèi)（有探傷孔的管道可從探傷孔充氮），人管流量為20-30L/min,小管流量一般為10?15L/min。充氮時，當(dāng)感覺氮?dú)鈴暮缚p間隙輕微返出時（也可用打火機(jī)是否熄滅

6、來判斷），用石棉條將焊口間隙堵住，此時將氮?dú)饬髁繙p少1/3,流量過大會產(chǎn)生內(nèi)凹的缺陷。焊一段石棉條拔開一段。4.3.2采用兩層TIG打底，通過減少熱輸入，可有效地降低根部焊縫氧化程度，保證打底質(zhì)量。4.3.3操作上應(yīng)特別注意收弧質(zhì)量，收弧時先將焊接電流衰減下來，填滿弧坑后移向坡口邊沿收弧，以防產(chǎn)生弧坑裂紋。4.3.4TIG焊工藝參數(shù)見表3表3T91/P91鋼TIG焊接工藝參數(shù)鉤極直徑焊絲官徑焊接電流電弧電壓焊接速度正面保護(hù)/mm/mm/A/V/mm.min/L.minWCe-22502.495-1159-1160-8010-124

7、.4SMAW焊4.4.1SMAW焊應(yīng)注意道間溫度的控制，采用小參數(shù)、多層多道焊，其工藝參數(shù)見表4。表4T91/P91鋼SMAW焊接T藝參數(shù)焊條直徑/mm2.53.24.0焊接電流/A80-90110-130140-160電弧電壓/V20-2220-2420-254.4.2焊層厚度以等于焊條直徑為宜，焊道寬度以焊條直徑的3倍為宜，嚴(yán)格控制焊接熱輸入，中間填充層宜采用①3.2mm的焊條，最后兩層使用①4.0mm的焊熱處理升溫速度當(dāng)5<25mm時為220°C/h；8>25mm時為15O°C/h。降溫速度當(dāng)§<25mm時為150°C/h；

8、S>25mm時為100°C/h。5.2恒溫時間（見表5）表5恒溫時間壁厚/mm8<12.512.5W5<2525W5<37.537.5W5<50恒溫時間/h11.5-22-33-3.55.2.1焊接完畢需在100-120°C的溫度下恒溫lh,將殘余