sa335-p91+12cr1mov钢超厚壁大径管异种钢焊接工艺

sa335-p91+12cr1mov钢超厚壁大径管异种钢焊接工艺

双淮水库2.300mw机组的夏季管道过渡焊接口为609.6mm90mm，由sa335-091和12rc1movg制成。近几年随着火电的迅猛发展,SA335-P91钢的焊接技术已经成熟,但超厚壁大径管异种钢焊接在施工现场并不多见,考虑工期和P91材质返修难度大等因素,从而制定了焊接工艺。1焊接分析1.1正火、退火SA335-P91钢的组织为马氏体,供货状态为正火+回火,属于高合金钢,焊接性较差,易出现冷裂纹、焊接接头脆化、热影响区软化等问题其。化学成分如表1所示。1.212c1mog钢焊接分析12Cr1MoVG钢属于珠光体低合金热强钢,具有较高的热强性能和持久塑性,焊接性良好,淬硬及冷裂倾向小。其化学成分如表2所示。1.3机械试验SA335-P91钢与12Cr1MoVG钢机械性能对照如表3所示。2焊接工艺2.1异种钢焊接材料通过前面对两种钢焊接性的分析,同时参考DL/T752-2001《火力发电厂异种钢焊接技术规程》,选择(过渡性)焊材:焊丝TIG-R40,规格为φ2.5mm;焊条R407,规格为φ3.2mm、φ4.0mm;铈钨极,直径为φ2.5mm。2.2wo厂家供货坡口为双V型,对其坡口进行打磨,钝边厚度为1~2mm,以防铁水流动性差而造成根部未熔合。2.3气流量确认用耐高温可溶性硬板配合耐高温胶布等材料在离焊口300~400mm处形成密闭气室。打底前氩气流量为10~15L/min,直到确认氩气充满气室,在焊接过程中流量为8~12L/min。由于管径较大,为了保证充氩效果,采用2根皮带从不同地方充氩,施焊前将坡口其余部分用保温棉填实,焊接时边焊边取,如图1所示。2.4cr1movg-sa335-3g1钢的制造采用12Cr1MoVG钢板做卡块,在SA335-P91钢侧点固的那一面,用SA335-P91钢相应的焊材(CROMOCORD9M)在其上面堆焊3~5mm,并将堆焊面打磨平整,从而制作3个一侧为12Cr1MoVG钢,另一侧为SA335-P91钢的定位卡块。2.5s133-3g3钢的焊接采用与母材相同的焊材点固,即12Cr1MoVG钢侧用R317,SA335-P91钢侧用CROMOCORD9M,焊条规格为φ3.2mm,点焊电流为90~110A,焊口间隙为3~4mm,施焊时,施焊至定位块,将卡块磨掉,并将焊点打磨干净,确认无裂纹后方可继续施焊。2.6焊接参数焊接口为水平固定焊接方法为手工钨极氩弧焊打底,手工电弧焊填充、盖面。焊接参数如表4所示。2.7温度均衡试验由于管径、壁厚较大,打底预热温度不宜过高,否则不利于焊工操作,预热温度为150℃~180℃,达到温度时恒温0.5h再开始焊接,以保持温度均衡,改善母材焊接性。焊条电弧焊时,在整个施焊过程中采用热处理跟踪控制层间温度,要求250℃~300℃以内,由热处理工监控,发现温度偏低立即进行加温,如果偏高立即停焊,等待恢复正常时再焊。2.8热处理工艺试验(1)后热工艺。焊缝厚度达到20~25mm左右时停止施焊,立即进行后热处理。首先降到120℃恒温60min,然后升温到350±10℃,恒温2h后开始降温,低于280℃可不控制,升降温速度小于等于65℃/h,热处理曲线如图2所示。(2)焊后热处理工艺。焊后经焊工自检合格后立即进行热处理,焊后温度首先降到120℃恒温60min,以便使马氏体充分转变,然后再进行升温处理。焊后热处理全部采用“远红外”电加热,测温点上下对称布置在焊缝中心两侧。焊后热处理参数如表5所示,热处理曲线如图3所示。3多层多道焊焊接工艺(1)选择焊接工艺技术水平高、责任心强的焊工进行焊接,并在焊接之前进行技术交底,严格按照工艺要求施焊,合理的焊接工艺是控制和改善材料焊接性的重要技术手段。(2)打底时注意打底质量,两个焊工必须互相帮助检查,打底厚度为2.8~3.2mm。为保证根部焊接质量,第二层也采用氩弧焊接。(3)氩弧焊丝使用前应去除表面油、垢等脏物,直至露出金属光泽;焊条使用前应进行烘烤(350℃,恒温1h),使用中应放在保温80℃~120℃的便携式保温筒内随用随取。氩气使用前应检验其纯度,其纯度应在99.95%以上。(4)手工电弧焊填充时,除第一层外,采用多层多道焊工艺,前两层采用直径为φ3.2mm的焊条,并且单层厚度小于等于焊条直径,焊道的摆动宽度小于等于四倍焊条直径。(5)在多层多道焊接过程中,应逐层逐道检查,经自检合格后方可焊接次层,并且多层多道焊的接头应错开10~15mm。(6)焊接时严格控制焊接线能量,焊接电流大小应适中,必须保证铁水流动性,熔池清晰,熔合良好,特别是坡口根部要熔合良好。在焊接过程中要很好的掌握焊接电流和焊接速度的关系,通过提高焊接速度,减少焊道厚度,达到降低焊接线能量的目的。(7)焊缝厚度达到20~25mm左右时停止施焊,立即进行后热处理,后热处理结速经RT检验合格。重新将焊口预热到250℃,恒温0.5h,方可继续施焊。(8)整道口焊完后,应将表面上的杂物清除干净,仔细检查外表有无缺陷,如有应及时剔除补焊。4焊接预热和热处理温度SA335-P91钢是美国于20世纪70年代末开发的新型马氏体耐热钢,90年代中期出现在国内安装的进口机组中,现在已经在我国大型电站锅炉上普遍采用。为了保证焊接之后P91钢位于最有利的马氏体区,焊接过程中应严格控制焊接预热和热处理温度,采用小参数焊接;达到预热温度时恒温时间长