[发明专利]珠光体耐热钢与奥氏体耐热钢钢管的钨极氩弧焊焊接工艺

说明书

技术领域

本发明属于焊接工艺技术领域，特别涉及一种珠光体耐热钢12Cr1MoVG与奥氏体耐热钢TP347H钢管的手工钨极氩弧焊焊接工艺。

背景技术

对珠光体耐热钢与奥氏体耐热钢焊接接头来说，成分、组织、性能和应力等都是影响焊接质量的因素，除了这两种母材焊接时易产生的问题外，主要存在以下问题：1、焊缝成分的稀释：由于珠光体钢母材对焊缝的稀释作用，使填充金属受到稀释，经热源搅拌后所形成的焊缝金属其成分大体是均匀的，过度稀释的焊缝金属中就会形成脆性的马氏体组织，有产生裂纹的可能；2、形成碳的扩散迁移层：异种钢接头在高温条件下工作时，在珠光体钢一侧产生脱碳层，在相邻的奥氏体焊缝侧形成增碳层。脱碳层硬度低，质软，晶粒粗大；增碳层中的碳以碳化物形态析出，硬度高，其后果是接头的高温持久强度和耐腐蚀性能下降，脆性增大，使接头可能沿熔合区产生破坏；3、形成脆化过渡层：在紧邻珠光体一侧熔合线附近的奥氏体焊缝中，存在一个窄的低塑性过渡带（层），这一过渡层的存在对珠光体耐热钢与奥氏体耐热钢焊接接头的抗裂性能影响很大；4、热应力及其影响：奥氏体耐热钢线膨胀系数比珠光体耐热钢约大30-40％，而热导率只有珠光耐热钢的1/3，这种异种钢接头在焊后冷却及运行中将产生热应力，在周期性加热和冷却条件下工作时，在熔合区珠光体钢侧，尤其在脱碳层，可能产生热疲劳裂纹，引起过早断裂。

发明内容

本发明克服了上述珠光体耐热钢与奥氏体耐热钢焊接存在的缺陷，目的是为高效率地制造出合格的产品，满足生产需要，提供一种珠光体耐热钢与奥氏体耐热钢钢管的钨极氩弧焊焊接工艺。

本发明珠光体耐热钢与奥氏体耐热钢钢管的手工钨极氩弧焊焊接工艺内容简述：

本发明珠光体耐热钢与奥氏体耐热钢钢管的钨极氩弧焊焊接工艺，其特征在于：是通过采用高合金的焊接材料，减少热输入，控制焊逢的熔合比实现的，其焊接工艺为：

1、焊接方法采用手工钨极氩弧焊；

焊接材料：焊丝选用SNi6082 GB/T15620-2008，焊丝直径为Φ2.5mm，焊丝的化学成分按质量的百分比：C≤0.10、 Mn 2.5-3.5、Si≤0.5、  S ≤0.015、  P≤0.03、  Cr 18.0-22.0、  Ni≥67、Ti≤0.75、  Cu≤0.5、   Fe≤3.0、  Nb+Ta 2.0-3.0；钨极为WCe20，钨极直径为Φ3.0mm；保护气体为氩气Ar，纯度为99.99%；

焊缝坡口形式的选择：采用70°的V形坡口；

2、焊前准备工作：

（1）、清除坡口内、外壁两侧各20mm左右范围内油污、铁锈、氧化物和水分等影响焊接质量的杂物；

（2）、准备并安装充氩装置，采用管内充氩气保护工艺，正面保护气体流量为：8-9L/min,背面保护气体流量为：4-6L/min，在焊口的两端塞可溶纸，位置距离管口约30mm，组对后在焊口间隙塞保温棉条，保证焊口无缝隙，在钢管对面开口，将充氩用铜管塞进焊口中间，钢管正面开口，保证气室内的空气被充分置换，开始充氩约3分钟后，进行打底焊接，焊缝处的保温棉条逐渐打开，到封口时拔出铜管快速焊接；

（3）、焊前预热：采用小型对开式电加热器预热，温度为150℃，并且在整个焊接过程中焊口温度不得低于150℃；

3、层间温度控制在150℃-250℃之间；

4、焊接工艺参数：焊丝：SNi6082，直径Φ2.5㎜；焊接电流直流正接，电流80-90A；电压10-12V；速度38-43mm/min；氩气流量：正面8-9L/min、背面4-6L/min；施焊2层，每层焊接完成后应采用钢丝刷将焊道浮渣清理干净；

5、检验：

焊后焊缝进行外观检验：焊缝余高为1.7mm-2.1mm,表面焊缝宽为7.8mm-8.1mm，无咬边、表面气孔、未焊透缺陷，按JB/T4730.2-2005《承压设备无损检测》进行100％X射线探伤检验，焊缝质量为I级或II级；

焊后焊接接头进行力学性能试验：抗拉强度σb为：590MPa/605MPa，均塑断于热影响区；进行d＝4a, α=180°的弯曲试验，面、背弯试样其拉伸面上的焊缝和热影响区内，沿任何方向没有单条长度大于3mm的开口缺陷；