[发明专利]一种异种钢焊接接头

说明书

本发明属于焊接工艺技术领域，尤其涉及一种异种钢焊接接头，包括铁素体和奥氏体，铁素体与奥氏体之间的焊缝的坡口角度为30°，铁素体与奥氏体焊缝部位及其延伸部位的内外壁均通过渗铝工艺处理。通过本发明降低了服役焊接接头低合金钢母材侧熔合线部位的应变，提高了异种钢焊接接头抗氧化性能，将氧化作用和应变作用削弱。另外，通过本发明有效将氧化和应变的交互作用分离，从而避免在异种钢焊接接头低合金钢侧熔合线部位产生氧化缺口，可大大降低异种钢焊接接头失效概率，有效预防异种钢焊接接头的早期开裂。

技术领域

本发明属于焊接工艺技术领域，尤其涉及一种异种钢焊接接头。

背景技术

近年来，随着电站锅炉进入超临界、超超临界时代，锅炉高温部件铁素体/奥氏体异种钢焊接接头越来越多，国内外多次发生异种钢接头低于设计寿命的早期失效事故，导致整个机组被迫停机而造成巨大经济损失。异种钢接头早期失效存在时间跨度大、常规探伤方法难于检出等问题，因此难于制定监督对策。如图1所示，通过对多台机组不同运行参数、不同失效时间、不同材料的异种钢接头进行深入分析和研究，发生早期失效的异种钢接头断裂位置均位于熔合线界面处，起源于铁素体钢(低合金钢)侧熔合线部位的氧化尖缺口，在内外壁均有发生。另外，如图2所示，受异种钢接头结构的影响，低合金钢侧熔合线部位存在较大的应变。低合金钢母材侧熔合线部位服役过程中的氧化和蠕应变的交互作用，加速了异种钢管焊接接头的早期失效。为预防异种钢接头早期失效的发生，设计了一种异种钢焊接接头。

发明内容

本发明提供一种异种钢焊接接头，目的在于预防异种钢接头早期失效的发生。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种异种钢焊接接头，包括铁素体和奥氏体，铁素体与奥氏体之间的焊缝的坡口角度为30°。

进一步地，铁素体与奥氏体的焊缝及其延伸部位的内外壁均通过渗铝工艺处理。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的异种钢焊接接头，包括铁素体和奥氏体，铁素体与奥氏体之间的焊缝的坡口角度为30°，铁素体与奥氏体的内外壁及焊缝部位均通过渗铝处理。通过有限元应力分析，坡口角度在30°时，异种钢接头低合金钢母材侧熔合线部位的蠕应变减小，从而降低了低合金钢母材侧熔合线部位的蠕应变。铁素体与奥氏体焊缝及其延伸部位的内外壁均通过渗铝处理，可以很好地改善异种钢焊接接头低合金钢侧熔合线部位的抗氧化性能，避免接头低合金钢侧熔合线部位在运行时产生氧化缺口，减少低合金钢侧熔合线部位开裂因素。

导致异种钢焊接接头失效的两个主要因素均发生在低合金钢母材侧熔合线部位。通过本发明降低了低合金钢母材侧熔合线部位的应变，提高了异种钢焊接接头管内外壁抗氧化性能，将氧化作用和应变作用削弱。另外，通过本发明将氧化和应变的交互作用分离，从而有效避免在异种钢焊接接头低合金钢侧熔合线部位产生氧化缺口，可大大降低异种钢焊接接头失效概率，有效预防异种钢接头的早期开裂。

附图说明

图1为现有技术中异种钢接头低合金钢侧熔合线部位氧化缺口示意图；

图2为异种钢焊接接头低合金钢侧熔合线部位背散射分析示意图；

图3为异种钢焊接接头的坡口角度示意图；

图4为异种钢焊接接头的渗铝结构示意图。

其中：1-铁素体；2-奥氏体；3-渗铝层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。