CN104002057A - Wb36阀体密封面焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及阀体的焊接工艺,具体的涉及一种WB36阀体密封面焊接工艺。本发明提出了一种WB36阀体密封面焊接工艺,解决了阀体焊接后出现裂纹的现象。本发明采用特殊的组合焊接方法,对易断裂的WB36阀体进行焊接。WB36钢具有一定的冷裂敏感性,钢中的Cr、Mo、Nb等强碳化物形成元素,增加了钢的再热裂纹敏感性。WB36耐热钢材料合金总量高,导热性能和焊接性能差,阀体密封面深孔堆焊后,热应力、组织应力、焊接应力和机加工应力的叠加很容易出现裂纹,因此该钢焊前必需预热和焊后必需热处理才能达到要求。
Description
技术领域
本发明涉及阀体的焊接工艺,具体的涉及一种WB36阀体密封面焊接工艺。
背景技术
WB36为德国梯生钢厂、曼内斯曼钢厂和日本住友金属株式会社生产的Ni-Cu-Mo低合金钢。由于WB36钢具有较高的强度和良好的焊接性能等特点,已作为耐热合金钢列入Vdtuv法规,并广泛用作500℃以下大型热电站压力管道。
传统截止阀设计使用的压力PN是32MPa以下,阀体材料为25;现截止阀设计使用的压力PN是42MPa,阀体材料为WB36。
WB36钢具有一定的冷裂敏感性,钢中的Cr、Mo、Nb等强碳化物形成元素,增加了钢的再热裂纹敏感性。WB36耐热钢材料合金总量高,导热性能和焊接性能差,阀体密封面深孔堆焊后,热应力、组织应力、焊接应力和机加工应力的叠加很容易出现裂纹,因此该钢焊前必需预热和焊后必需热处理才能达到要求。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出了一种WB36阀体密封面焊接工艺,解决了阀体焊接后出现裂纹的现象。
为了达到上述发明目的,本发明提出了以下方案:
WB36阀体密封面焊接工艺,具体是以下步骤:
第一步,焊J607RH
A.阀体工件预热;
将整个阀体放入箱式炉里加热,加至100-150℃,在此温度下保温2小时;
B.将J607RH焊条烘焙300-350℃,并保温1小时;
C.进行预热焊接J607RH,焊接电流为140-160A,焊接电压为20-23V,焊接最高层间温度150-250℃;
第二步,焊A402
阀体冷却后,再直接将A402焊条烘焙,烘焙温度为150-200℃,保温1.5小时,WB36阀体不预热、不回火,焊接电流为200-210A,焊接电压为22V;
第三步,金加工
车平打地面,并探伤检查;
第四步,焊D802
将上一步探伤后确认完好的工件放到炉箱里进行预热,加热温度在430-460℃,同时保温2小时;
焊D802,将D802焊条烘焙到200-250℃,同时保温1.5小时;焊接电流为240A-280A;焊接电压为25V-30V;
焊后回火,在580-620℃温度下保温3小时。
第一步中焊J607RH时,其焊接厚度为1mm。
第二步中焊接A402时,其焊接厚度为2mm。(留1mm机床切削加工)
第三步中车平打底面,保证深度1mm;检查密封面无裂纹、气孔、夹渣。
第四步中焊接D802时,焊接厚度5-6mm,焊接最高层间温度≤300℃。
一种利用上述方法制作形成的WB36材质阀体,在阀体的密封面由内至外为三层不同材质,其中最里层为J607RH焊条焊接形成,中间层为A402焊条焊接形成,最外层是D802焊条焊接形成。
所述的J607RH焊接厚度为1mm,A402焊接厚度为2mm,D802焊接厚度为5-6mm。
本发明采用特殊的组合焊接方法,对易断裂的WB36阀体进行焊接。WB36钢具有一定的冷裂敏感性,钢中的Cr、Mo、Nb等强碳化物形成元素,增加了钢的再热裂纹敏感性。WB36耐热钢材料合金总量高,导热性能和焊接性能差,阀体密封面深孔堆焊后,热应力、组织应力、焊接应力和机加工应力的叠加很容易出现裂纹,因此该钢焊前必需预热和焊后必需热处理才能达到要求。
A402奥氏体不锈钢具有优良的耐腐蚀性能,比铁素体和珠光体钢更好的抗高温氧化性能,同时还有优良高温热强性能。此钢容易焊接,不因温度变化发生相变。对氢脆不敏感,在焊态下奥氏体不锈钢也有较好的塑性和韧性。焊接的主要问题:易产生焊接热裂纹、脆化、晶间腐蚀、应力腐蚀、表面氧化,此外,因其导热性能差,线膨胀系数大,所以焊接应力和焊接变形较大。
D802焊条在钴铬钨堆焊合金中,碳及钨含量较低,韧性最好的一种,能承受在冷热条件下的冲击,产生裂缝的可能性小,用硬质合金刀具容易切削加工,金相组织为奥氏体和共晶体。
为了解决问题本发明在WB36钢的可焊性较差的情况下,通过焊接时采用严格的焊前预热、焊后热处理等工艺措施,从而保证了焊接质量。
对于A402解决措施是:了避免焊缝枝晶粗大,以致增大偏折,应尽量采用小的热输入量,不预热、降低层间温度,不回火等。
于是形成了用J607RH 主要是根本材料打底的,A402焊接性能好,主要是起到过渡作用,减少裂纹,D802是硬质合金,阀门密封面耐高温耐高压的,利用上述方法进行焊接,使阀体固若金汤。
具体实施方式
为了更进一步的说明本发明的制作过程,以及采用该制作方法所获得的优点,下面进一步的描述。
首先我们看一下WB36钢的的特点:
一、WB36钢的基本性能:
WB36为德国梯生钢厂、曼内斯曼钢厂和日本住友金属株式会社生产的Ni-Cu-Mo低合金钢。由于WB36钢具有较高的强度和良好的焊接性能等特点,已作为耐热合金钢列入Vdtuv法规,并广泛用作500℃以下大型热电站压力管道。
WB36是一种Ni-Cu-Mo型低合金钢,在DIN标准中被称为15NiCuMoNb5。WB36中含有Ni、Cu、Nb等合金元素,具有高的抗拉强度和屈服强度。Nb细化晶粒,Cu通过其析出物达到沉淀强化,并提高钢的抗腐蚀性。但Cu是使材料具有红脆性的元素,在钢中易在晶界富集,引起网状裂纹缺陷。钢中加入Ni,可以使晶界产生熔点较高的Cu-Ni化合物,从而消除Cu的不良影响。
二、WB36钢的焊接性能:
1、WB36钢化学成份:
2、WB36钢机械性能:
3、WB36钢焊接性能:
WB36钢具有一定的冷裂敏感性,钢中的Cr、Mo、Nb等强碳化物形成元素,增加了钢的再热裂纹敏感性。WB36耐热钢材料合金总量高,导热性能和焊接性能差,阀体密封面深孔堆焊后,热应力、组织应力、焊接应力和机加工应力的叠加很容易出现裂纹,因此该钢焊前必需预热和焊后必需热处理才能达到要求。
三、WB36阀体焊接:
1.焊材的选择:
先预热焊J607RH,然后冷焊A402,最后预热焊D802硬质合金。本体材料焊接选用J607RH,直径¢4mm;不锈钢焊条选用A402,直径¢4mm;硬质合金焊条选用D802,直径¢5mm。
2.J607RH焊条:
(1) J607RH高强度钢焊条的化学成份:
C | Mn | Si | P | S | Mo | Ni |
0.073 | 1.53 | 0.24 | 0.010 | 0.007 | 0.33 | 1.09 |
(2) J607RH高强度钢焊条的特点:
a: 特征:压力容器用590MPa级无裂纹钢用超低氢焊条,具有良好的抗裂和冲击韧性,采用直流反接,可全位置焊。 b: 用途: 用于压力容器、桥梁、水电站下降管及海洋工程等焊接结构。
3. A402焊条:
(1) A402不锈钢焊条的化学成份:
(2)
(3) A402不锈钢焊条的特点:
A402奥氏体不锈钢具有优良的耐腐蚀性能,比铁素体和珠光体钢更好的抗高温氧化性能,同时还有优良高温热强性能。此钢容易焊接,不因温度变化发生相变。对氢脆不敏感,在焊态下奥氏体不锈钢也有较好的塑性和韧性。
焊接的主要问题:易产生焊接热裂纹、脆化、晶间腐蚀、应力腐蚀、表面氧化,此外,因其导热性能差,线膨胀系数大,所以焊接应力和焊接变形较大。
解决措施:为了避免焊缝枝晶粗大,以致增大偏折,应尽量采用小的热输入量,不预热、降低层间温度,不回火等。
4. D802焊条:
(1) D802焊条的化学成份:
(2) D802焊条特点:
D802焊条在钴铬钨堆焊合金中,碳及钨含量较低,韧性最好的一种,能承受在冷热条件下的冲击,产生裂缝的可能性小,用硬质合金刀具容易切削加工,金相组织为奥氏体和共晶体。
5.WB36阀体焊接:
(1)焊J607RH:
A: 工件预热:100-150℃X2h保温。
B: 电焊条烘培:300-350℃X1h保温。
C: 焊接电流:140-160A。
D: 焊接电压:20-23V。
E: 焊接最高层间温度150-250℃。
(2)焊A402:
A: 电焊条烘培:150-200℃X1.5h保温。
B: WB36阀体不预热、不回火。
C: 焊接电流:200-210A。
D: 焊接电压:22V。
E: 金加工:
a: 车平打底面,保证深度1mm。
b: 检查密封面无裂纹、气孔、夹渣等缺陷。
(3) 焊D802:
A: 工件预热:430-460℃X2h保温。
B: 电焊条烘培:200-250℃X1.5h保温。
C: 焊接电流:240A-280A。
D: 焊接电压:25V-30V。
E: 焊接最高层间温度≤300℃为宜。
F: 焊后回火:580-620℃X3h保温。
Claims (7)
1.WB36阀体密封面焊接工艺,其特征在于以下步骤:
第一步,焊J607RH
阀体工件预热;
将整个阀体放入箱式炉里加热,加至100-150℃,在此温度下保温2小时;
B.将J607RH焊条烘焙300-350℃,并保温1小时;
C.进行预热焊接J607RH,焊接电流为140-160A,焊接电压为20-23V,焊接最高层间温度150-250℃;
第二步,焊A402
阀体冷却后,再直接将A402焊条烘焙,烘焙温度为150-200℃,保温1.5小时,WB36阀体不预热、不回火,焊接电流为200-210A,焊接电压为22V;
第三步,金加工
车平打地面,并探伤检查;
第四步,焊D802
将上一步探伤后确认完好的工件放到炉箱里进行预热,加热温度在430-460℃,同时保温2小时;
焊D802,将D802焊条烘焙到200-250℃,同时保温1.5小时;焊接电流为240A-280A;焊接电压为25V-30V;
焊后回火,在580-620℃温度下保温3小时。
2.根据权利要求要求1所述的WB36阀体密封面焊接工艺,其特征在于第一步中焊J607RH时,其焊接厚度为1mm。
3.根据权利要求要求1所述的WB36阀体密封面焊接工艺,其特征在于第二步中焊接A402时,其焊接厚度为2mm。
4.根据权利要求要求1所述的WB36阀体密封面焊接工艺,其特征在于第三步中车平打底面,保证深度1mm;检查密封面无裂纹、气孔、夹渣。
5.根据权利要求要求1所述的WB36阀体密封面焊接工艺,其特征在于第四步中焊接D802时,焊接厚度5-6mm,焊接最高层间温度≤300℃。
6.一种利用上述方法制作形成的WB36材质阀体,其特征是在阀体的密封面由内至外为三层不同材质,其中最里层为J607RH焊条焊接形成,中间层为A402焊条焊接形成,最外层是D802焊条焊接形成。
7.根据权利要求6所述的WB36材质阀体,其特征是J607RH焊接厚度为1mm,A402焊接厚度为2mm,D802焊接厚度为5-6mm。
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