1.珠光体耐热钢的焊接工艺要点
(1)焊条的选择
为了保证焊缝金属的耐热性能,进行焊条电弧焊前选择焊条是根据母材的化学成分,而不是根据母材的力学性能。选用的钼和铬钼珠光体耐热钢焊条的Cr、Mo等合金元素的含量应与母材相当或略高于母材。此外,还可选用奥氏体不锈钢焊条,焊后一般可不做热处理。
(2)焊前预热
预热是避免生成淬硬组织、减小焊接应力、防止产生焊接冷裂纹的有效措施之一。由于铬钼珠光体耐热钢的淬硬冷裂倾向较大,因此预热是焊接铬钼珠光体耐热钢的重要工艺措施。不论是定位焊还是焊接过程中,都应预热,并保持略高于预热温度的层间温度。预热温度根据钢的化学成分、接头的拘束度和焊缝金属的含氢量来选定。预热作为焊接工艺的重要组成部分,应与层间温度和焊后热处理一并考虑。研究证明,对于铬钼珠光体耐热钢的焊接,为了防止冷裂纹的产生,规定较高的预热温度是必要的,但预热温度并非越高越好。用钨极氩弧焊打底和CO2气体保护焊时,可以降低预热温度或不预热。
(3)焊后保温及缓冷
从焊接结束到焊后热处理装炉这段时间内,铬钼珠光体耐热钢焊接接头产生裂纹的危险性最大。因此,焊后应立即用石棉布覆盖焊缝及热影响区进行保温,使其缓慢冷却。防止接头裂纹的简单而可靠的措施是将接头按层间温度(预热温度上限)保温2~3 h的低温后热处理,可基本上消除焊缝中的扩散氢。
(4)焊后热处理
铬钼珠光体耐热钢焊后应立即进行高温回火,以防止产生延迟裂纹,消除焊接残余应力和改善接头组织与性能。对于铬钼珠光体耐热钢,焊后热处理的目的不仅是消除焊接残余应力,而且更重要的是改善接头组织,提高接头的综合力学性能,包括提高接头的高温蠕变强度和组织稳定性,降低焊缝及热影响区的硬度等。
2.珠光体耐热钢的焊接方法
一般的焊接方法均可焊接珠光体耐热钢。埋弧自动焊和焊条电弧焊用得多,用钨极氩弧焊也日益增多,电渣焊在大断面焊接中应用;在焊接重要的高压管道时,常用钨极氩弧焊打底焊,再用焊条电弧焊或熔化极气体保护焊盖面焊。(www.xing528.com)
(1)埋弧自动焊
埋弧自动焊在压力容器、管道、梁柱结构及汽轮机转子等结构的焊接中得到了广泛的应用。埋弧焊不能用于全位置焊,对小直径管和薄壁构件也不适用。
(2)焊条电弧焊
这是仅次于埋弧自动焊应用较广的焊接方法之一。
①在珠光体耐热钢焊接时,选用低氢型药皮碱性焊条是防止焊接冷裂纹的主要措施之一。但碱性焊条药皮容易吸潮,而焊条药皮和焊剂中的水分是氢的主要来源。因此焊条、焊剂在使用前要严格按规范烘干,随用随取。此外还必须清除坡口及两侧的锈、水、油污。
②U形坡口用于管壁较厚的珠光体耐热钢管道的对接焊接。U形坡口要求对口间隙严格(2~3 mm),因为间隙对根部焊接质量有较大的影响。带垫圈的V形坡口的优点是根部间隙大,便于运条,能保证根部焊透。但必须注意垫圈与管道之间的间隙应小于0.5~1.0 mm,否则焊缝根部两侧容易产生裂纹。
(3)钨极氩弧焊
这也是珠光体耐热钢管道常用的焊接方法。既可以用作打底焊,也可以用于整个焊缝的焊接。现在全位置自动脉冲钨极氩弧焊已应用于珠光体耐热钢管道的焊接。钨极氩弧焊打底焊时的坡口不留间隙,焊接时可以用填充焊丝,也可以不用填充焊丝。当珠光体耐热钢母材铬的质量分数超过3%时,焊缝背面也应通氩气保护,以改善焊缝成形,防止焊缝表面氧化。钨极氩弧焊电弧气氛具有超低氢的特点,焊接珠光体耐热钢时可以降低预热温度,有时甚至可以不预热。
(4)电渣焊
电渣焊在珠光体耐热钢厚壁容器的生产中得到稳定的应用。电渣焊接头晶粒十分粗大,对于一些重要焊接结构,焊后必须经正火处理,以细化晶粒,提高缺口冲击韧性。此外,珠光体耐热钢也可以采用CO2气体保护焊。
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