大型碱回收炉复合管焊接工艺

1、碱回收炉复合钢管焊接工艺、复合不锈钢管的焊接1、复合不锈钢管的焊接性能分析本工程不锈钢复合管材质为基层SA-210GA1,厚度6.1mm,覆层 材质为3()4L不锈钢(管外表面)，厚度().25mm。不锈钢复合管焊接1, 要考虑到碳钢与不锈钢的物理性能的差异，见表lo由此可见其差异 很大，其中不锈钢的线膨胀系数比碳钢约大50%,且不锈钢的热导 率仅为碳钢的1/3左右。还要考虑到碳钢与不锈钢的焊接性能。碳钢 是所有钢材中焊接性能最好的，只是在焊接线能量过大时热影响区的 晶粒过于粗大，从而降低冲击韧性。不锈钢一般情况下比较容易焊接, 但由于其线膨胀系数大而热导率小，其焊接接头内有较大的残余应 力。

2、不锈钢复合管接头焊接有一个原则：不得在不锈钢复层上采用碳 钢焊条或低合金钢焊条施焊，只允许采用不锈钢焊条在碳钢基层上施 焊。不锈钢和碳钢之间的互熔，是一个复杂的合金化过程，如果不锈 钢复层上熔焊碳钢，碳钢的焊缝金属被不锈钢母材稀释后形成中合金 钢焊缝金属，在快速冷却的作用下，它必然变得硬而脆，并对冷裂极 为敏感，其过渡层硬化带的厚度可达2. 5mm以上，而碳钢基层上熔 焊不锈钢，不锈钢的焊缝金属被碳钢母材少量稀释后仍是絡篠型不锈 钢，只是降低了不锈钢焊缝中的絡镇含量，增加了碳含量，虽易产生 脆而硬的马氏体组织，但其过渡层的硬化带厚度小于1mm o 表1碳钢与不锈钢的物理性能材质密度比电阻磁性线

3、膨胀系数热导率碳钢7.8615有11.446.89不锈钢7.9372无20.222.152焊接材料不锈钢复合管焊接时不锈钢复层Cr原子会不断向基层碳钢扩 散，在复层晶粒边界形成贷鎔，导致复层耐蚀性下降。为保证焊接金 属含有足够的C你Ni元素，基层焊缝必须选择高辂镇抗稀释性好的 双相鎔镇不锈钢焊材，以补充基层对复层的稀释。此种焊接材料由业 主提供。3焊接设备焊接设备选用带有高频引弧和熄弧气体延时保护功能的IGBT控 制的氫弧焊机。高频起弧不用铮极触及工件，易于保护钩极的形状, 且起熄弧方便，便于操作。熄弧气体延时保护可以防止收弧时熔池不 被氧化。4、焊接工艺 4.1坡口的制定 4.1.1坡口形式

4、：V型，钝边为2mm,坡口角度为6()5C,见图14.1.2坡口的加工：为了减少不锈钢的反复受热，提高坡口的加工质 量，确定采用机械加工的方法，即用管道坡口机进行加工。4. .1.3坡口的清理：坡口内外两侧3()-5()mm要清理干净，内侧用内圆 磨光机进行打磨，外侧用不锈钢钢丝刷打磨，并用丙酮擦洗干净。图1(勿4.2组对点固 4-2.1组对前先将膜式壁的某一片的管间鳍片割开3()-50cm,以便调整 管端位置。4.22待管口打磨完好后，将需要对接的两管头用夹具夹紧，调整间 距使坡口根部间距在2-2.5mm,用平尺观测，使两管口错边量为()。如图4.23在夹具的间隙处进行点焊，点焊方法TIG焊

5、，厚度225mm，位S在时钟3、9位应按谁施焊谁点焊的原则， 4.24点焊后应立即进行正式焊接，以免焊点发生开裂。43焊接方法及参数的选择为了保证不锈钢复合钢管不失去它原有的综合性能，一般对于基 层、复层.过渡层应分别施焊，焊接的顺序是先焊基层，再焊过渡层, 最后焊复层。但由于本工程管材规格为635X(6.1+0.25),复层厚度仅 为0.25mm,可以考虑将复层和过渡层的施焊合二为一，合称为复层。先焊基层，后焊复层，根据不锈钢复合管接头焊接只允许采用不锈钢 焊条在碳钢基层上施焊的原则，过渡层的焊缝金属在基层处的厚度宜为1. 52. 5mm,复层焊接焊缝高度须为复层和过渡层的高度之和,即最低不

6、得低于1. 5+025-l75mmo基层的焊接，基层是由6 = 6.1mm的SA-210Gr.Al组成，其焊接 性能好，采用TIG焊打底，焊丝为()KTigr(xri6.11,直径为甲2.();厚 度2.5-3mm左右，复层的焊接采用手工电弧焊，焊条采用()K61.35, 直径为申2.5,厚度3-3.5mmo复层焊接时，采用小电流快速焊接的方法, 具体焊接参数见表2。表2焊接工艺参数层次焊接方法焊材焊接电弧焊接速度电流A电压Vcm/s打底层FG焊()K16il751009.5-111.5 2-0复层手工电弧焊()K613580-1002224L6225焊接工艺评定试验 5.1在正式焊接前，要按

7、焊接工艺评定规程对上述工艺进行评定, 并合格。5.2工艺评定的试件由本公司的熟练焊工施焊。5.3工艺评定的检查项目有外观检查.射线检查、机械性能试验、应 力腐蚀试验等。6、施焊技术要求 6.1基层焊接时层间温度不大于1()()C；复层焊接时层间温度不大于 5()C O 6.2基层氫弧打底时，电弧引燃后迅速将焊丝送至焊缝处，电弧也随即 对准焊丝端部，熔化焊丝和焊缝金属形成焊接熔池。断弧后，重新引 燃电弧应在焊尾前10mm左右焊缝重叠处，不填丝或少填丝。填丝动 作要准确均匀。收弧应在重叠焊缝上，待熔池稳定后，移开焊丝，迅 速熄弧，但焊炬不动，滞后至停气保护完毕后移开。6.3为有效控制晶粒边界的贫鎔

8、现象，采取以下措施: 焊接复层用的焊接材料直径不宜太大。W为小宜径的焊接材料使用 的焊接电流小，这样可以减少高温停留时间，降低熔合比，降低鎔原 子渗透。基层必须是高鎔镇抗稀释性好的不锈钢焊材，以补充基层对复层的 稀释。在焊接过程中，应尽量减少电弧摆动的幅度，严格控制横向摆动, 并加快焊接速度;二.铁镇基复合管的焊接铁镰基合金（All（y825）复合材料的焊接，其工艺与不锈钢复合管 的焊接基本相同，只是所选用的焊接材料不同。基层碳钢采用氫弧焊 打底，复层采用手工电弧焊的方法进行焊接。1 Alloy 825焊接性能分析与不锈钢及碳素钢相比较，Alloy 825物理性能具有以下特点: 一是熔点较低；

9、二是线膨胀系数介于奧氏体不锈钢与碳素钢之间;三是导热系数比碳素钢低得多，这些直接影响其焊接性能及焊接参数 的选择。铁镇基合金具有较大的焊接热裂纹倾向，相对于奥氏体钢 必须更严格地限制有害杂质。杂质的存在造成焊接时与镇形成低熔点 共晶夹层.增加焊接热裂纹的形成。根据有关资料，用于碳素钢和 奥氏体不锈钢的一般焊接方法，几乎都适用于铁镰基合金。2焊接方法及材料对于Alloy 825合金（合金成分见表1）由于其易氧化，若保护不良 而导致氧化烧损时，将会严重降低合金的接头使用性能，同时氧化 生成难熔的cr的氧化物，可使液体金属流动性变坏，焊缝成形不良(如焊缝背面出现皱皮)。所以焊接此合金时，正面和背面均

10、需加 强保护，为此采用了筠极氫弧焊打底，焊条电弧焊盖面工艺。Incoioy Alloy 825合金的化学戚分( )其焊接材料由业主提供，初步选用焊丝()ITigr()dl9.82焊丝，直径为 2.()mm,焊条为()K92.45,直径为2.5 mm,其烘烤温度为24()27() C , 保温2h。放入1()()15()C的保温筒，4h内用完。里口进行Ar保护, (Ar) =99 99% , Ar的流量为1215L/miii,其喷嘴直径为12Miwn。3坡口准备及组对与前述不锈钢复合管的内容基本相同，只是Alloy 825合金的液体 金属的流动性(尤其是润湿性)，不如一般钢铁材料.坡口角度不合适

11、, 很容易产生未熔合现象，通过加大焊接电流即增加金属流动性，其 效果不大，而且还会造成过热的不良影响.由于其流动性较差.焊 接时的熔透深度一般只有低碳钢时的5()%左右，奥氏体钢的6()%左 右。为了保证熔合良好且有一定的熔深，单面坡口角度为4(),根部钝 边为0. 51. 5 mm。4加强清理工作Alloy 825合金表面存在难熔的氧化膜，如Ni()的熔点为2()9()C ,而Ni的熔点只有1446C,焊前不除去表面难熔的氧化膜，焊接时焊缝易 生成夹杂物.妨碍焊接正常进行。将接头两侧各5（）mm范围内外表面用不锈钢丝刷至露出金属光泽，用丙酮擦拭 磨刷部位，待干后，用不锈钢丝轮轻微打磨一遍。5

12、预热及道间温度的控制当环境温度低于（）C时，焊件表面有冷凝水（或潮湿）。应将焊接坡 口两侧各5（） mm范围内烘干，但金属表面的温度最高不应超过5（）C。道间温度严格控制在6（）C以下（以手感不烫为准），以防接头过热，降 低焊缝的强度。6焊接热输入焊接热输人大小，对Alloy 825合金的焊接接头热裂纹的产生有重 要的影响。同时为了获得比较好的接头“等强性”，应尽4减少接头 过热和组织不均匀性.为此，尽可能采用小的热输入，缩短焊缝熔融 金属存在的时间，防止热裂纹的产生，也有利于改善熔合质量。7焊接工艺评定 7.1用Alloy 825合金进行管状对接水平固定焊接工艺评定试验，其焊接参数见表2。工艺评定的试件由本公司的熟练焊工施焊。焊林牌号焊接方法焊材宜径mm焊搂电流A焊搂电压Vmm/A帜性dl9.82TIG2.070-1009.5-111.5-2.0正接)K92.45SMAVi*F*2.580-10022-241.6-22反搂7.2工艺评定的检查项目有外观检查、射线检查、机械性能试验、应力腐蚀试验等。8注意事项 8-1收弧时要及时填满弧坑，待弧坑冷却再切断保护气。8-2在保证焊丝不接触铮极的条件下，电弧长度尽可能短。8-3焊接过