CN106624288A - 一种集箱管道的焊接方法 - Google Patents

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蒋伯其
姜龙
俞苗
朱力钢
李兴江
沈海峰
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明公开了集箱管道的焊接方法，对待焊接的SA335P91集箱管和SA213TP347H集箱管加工坡口，所述坡口为U形坡口；采用手工氩弧焊和焊条电弧焊进行焊接，焊接完成后进行消氢处理，然后进行100%RT探伤；进行去应力退火，退火完成后进行100%UT探伤；进行力学性能检测。具有以下优点：可以实现两种组织和性能差异很大的材料获得质量稳定可靠的焊接接头。

Description

一种集箱管道的焊接方法
技术领域
本发明属于管道焊接技术领域，特别是涉及一种集箱管道的焊接方法。
背景技术
近年来，随着燃气轮机余热锅炉逐步向高参数、大容量的方向发展，新型马氏体耐热钢和奥氏体不锈钢在锅炉高温段的应用逐渐增多，因此不可避免地存在马氏体耐热钢和奥氏体不锈钢所构成的异种钢焊接接头。
过热器管、再热器管、省煤器管等的爆漏是影响燃气轮机余热锅炉安全稳定运行的主要问题之一，而异种钢焊接接头是爆漏发生较多的地方。以SA335P91与SA312TP347H为例，两种钢的化学成分、显微组织、力学性能存在很大差异，特别是这两种材料各自的焊接性能也存在很大的差异，很容易出现大面积焊接缺陷，导致运行时出现爆漏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种集箱管道的焊接方法，为SA335P91与SA312TP347H异种钢的焊接提供一种合理的工艺，使得两种组织和性能差异很大的材料可以获得质量稳定可靠的焊接接头。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种集箱管道的焊接方法，包括以下步骤：
A、对待焊接的SA335P91集箱管和SA213TP347H集箱管加工坡口，所述坡口为U形坡口；
B、采用手工氩弧焊和焊条电弧焊进行焊接，焊接完成后进行消氢处理，然后进行100%RT探伤；
C、进行去应力退火，退火完成后进行100%UT探伤；
D、进行力学性能检测。
所述步骤B中：焊前预热200-250℃，氩弧焊进行两层打底焊，焊接电流为80-90A，焊接电压12-14V，焊接速度8-9m/h，两层氩弧焊焊接完成后，采用手工焊条电弧焊，焊接电流为80-90A，焊接电压22-24V，焊道厚度2-3mm。
所述步骤B中：施焊过程均控制焊道温度在200-250℃。
所述步骤B中：消氢处理后，加热焊道温度在315-345℃，保温3.5小时，然后进行100%RT探伤。
所述步骤B中：氩弧焊进行两层打底时内外均采用氩气保护。
所述步骤B中：采用氩弧焊丝ERNiCr-3 直径为2.4mm，采用手工焊条ENiCrFe-2直径为3.2mm。
所述步骤A中：U形坡口坡口角度β为15°，根部间隙c为2-3mm，钝边p长度为1-2mm。
采用以上结构后，本发明的一种集箱管道的焊接方法与现有技术相比，具有以下优点：可以实现两种组织和性能差异很大的材料获得质量稳定可靠的焊接接头。
附图说明
图1为本发明集箱管坡口结构示意图；
图2为本发明退火工艺曲线。
其中：1、坡口。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
本实施例提供的一种集箱管道的焊接方法，其中SA335P91是马氏体高合金钢，SA312TP347H属于高碳含铌Cr-Ni奥氏体不锈钢，100%RT探伤为全部射线探伤，100%UT探伤为全部超声波探伤。
包括以下步骤：
A、对待焊接的SA335P91集箱管和SA213TP347H集箱管加工坡口，所述坡口1为U形坡口，如图1所示，坡口角度β为15°，根部间隙c为2-3mm，钝边p长度为1-2mm；
B、氩弧焊采用氩弧焊丝ERNiCr-3 直径为2.4mm，焊接规范参数如下：
焊接电流：80-90A 焊接电压：12-14V 焊接速度：8-9m/h
电弧焊采用手工焊条ENiCrFe-2直径为3.2mm，焊接规范参数如下：
焊接电流：80-90A 焊接电压：22-24V 焊道厚度：2-3mm
焊前预热200-250℃，氩弧焊进行两层打底焊，此时内外均采用氩气保护，再采用手工焊条电弧焊，施焊过程均控制焊道温度在200-250℃。
焊接完成后进行消氢处理，加热焊道温度在315-345℃，保温3.5小时，然后进行100%RT探伤；
C、进行去应力退火，退火完成后进行100%UT探伤；
D、进行力学性能检测。
焊前进行集箱管化学成分、力学性能的对比并选择适合的焊材，SA335P91和SA213TP347H化学成分对比见表1，SA335P91和SA213TP347H力学性能对比见表2，ERNiCr-3和ENiCrFe-2化学成分见表3，氩弧焊丝ERNiCr-3和手工电弧焊焊条ENiCrFe-2力学性能见表4；焊接完成后进行100%RT探伤合格，接着进行去应力退火，退火工艺曲线如见图2，退火后再进行100%UT复探，复探合格后按照标准ASME第IX卷和NB/T 47014-2011进行力学性能检测，均符合标准要求。
表1 SA335P91/SA312TP347H材料的化学成分（%）
项 目 C Mn P S Si Cr Mo V Nb Ni
SA335P91 0.08-0.12 0.30-0.60 ≤0.02 ≤0.01 0.20-0.50 8.00-9.50 0.85-1.05 0.18-0.25 0.06-0.1 ≤0.40
SA312TP347H 0.04-0.10 ≤2.00 ≤0.045 ≤0.030 ≤1.00 17.0-19.0 8倍C含量-1.00 9.0-13.0
表2 SA335P91/SA312TP347H材料力学性能
项 目 σs（Mpa） σb（Mpa） δ5（%）
SA335P91 ≥415 ≥585 ≥20
SA312TP347H ≥205 ≥515 ≥35
表3 ERNiCr-3/ENiCrFe-2焊材的化学成分（%）
项 目 C Mn Fe P S Si Cr Mo Nb Ni
ERNiCr-3 ≤0.10 2.5-3.5 ≤3.0 ≤0.03 ≤0.015 ≤0.50 18-22 2.0-3.0 ≥67.0
ENiCrFe-2 ≤0.10 1.0-3.5 ≤12 ≤0.03 ≤0.02 ≤0.075 13.0-17.0 0.5-2.5 0.5-3.0 ≥62.0
表4 ERNiCr-3/ENiCrFe-2焊材力学性能
项 目 σb（Mpa） δ5（%）
ERNiCr-3 ≥550
ENiCrFe-2 ≥550 ≥30

Claims (7)

1.一种集箱管道的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、对待焊接的SA335P91集箱管和SA213TP347H集箱管加工坡口，所述坡口为U形坡口；
B、采用手工氩弧焊和焊条电弧焊进行焊接，焊接完成后进行消氢处理，然后进行100%RT探伤；
C、进行去应力退火，退火完成后进行100%UT探伤；
D、进行力学性能检测。
2.根据权利要求1所述的集箱管道的焊接方法，其特征在于，所述步骤B中：焊前预热200-250℃，氩弧焊进行两层打底焊，焊接电流为80-90A，焊接电压12-14V，焊接速度8-9m/h，两层氩弧焊焊接完成后，采用手工焊条电弧焊，焊接电流为80-90A，焊接电压22-24V，焊道厚度2-3mm。
3.根据权利要求2所述的集箱管道的焊接方法，其特征在于，所述步骤B中：施焊过程均控制焊道温度在200-250℃。
4.根据权利要求3所述的集箱管道的焊接方法，其特征在于，所述步骤B中：消氢处理后，加热焊道温度在315-345℃，保温3.5小时，然后进行100%RT探伤。
5.根据权利要求2所述的集箱管道的焊接方法，其特征在于，所述步骤B中：氩弧焊进行两层打底时内外均采用氩气保护。
6.根据权利要求2所述的集箱管道的焊接方法，其特征在于，所述步骤B中：采用氩弧焊丝ERNiCr-3 直径为2.4mm，采用手工焊条ENiCrFe-2直径为3.2mm。
7.根据权利要求1所述的集箱管道的焊接方法，其特征在于，所述步骤A中：U形坡口坡口角度β为15°，根部间隙c为2-3mm，钝边p长度为1-2mm。
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