大型堿回收爐復(fù)合管焊接工藝

1、堿回收爐復(fù)合鋼管焊接工藝、復(fù)合不銹鋼管的焊接1、復(fù)合不銹鋼管的焊接性能分析本工程不銹鋼復(fù)合管材質(zhì)為基層SA-210GA1,厚度6.1mm,覆層 材質(zhì)為3()4L不銹鋼(管外表面)，厚度().25mm。不銹鋼復(fù)合管焊接1, 要考慮到碳鋼與不銹鋼的物理性能的差異，見(jiàn)表lo由此可見(jiàn)其差異 很大，其中不銹鋼的線膨脹系數(shù)比碳鋼約大50%,且不銹鋼的熱導(dǎo) 率僅為碳鋼的1/3左右。還要考慮到碳鋼與不銹鋼的焊接性能。碳鋼 是所有鋼材中焊接性能最好的，只是在焊接線能量過(guò)大時(shí)熱影響區(qū)的 晶粒過(guò)于粗大，從而降低沖擊韌性。不銹鋼一般情況下比較容易焊接, 但由于其線膨脹系數(shù)大而熱導(dǎo)率小，其焊接接頭內(nèi)有較大的殘余應(yīng) 力。

2、不銹鋼復(fù)合管接頭焊接有一個(gè)原則：不得在不銹鋼復(fù)層上采用碳 鋼焊條或低合金鋼焊條施焊，只允許采用不銹鋼焊條在碳鋼基層上施 焊。不銹鋼和碳鋼之間的互熔，是一個(gè)復(fù)雜的合金化過(guò)程，如果不銹 鋼復(fù)層上熔焊碳鋼，碳鋼的焊縫金屬被不銹鋼母材稀釋后形成中合金 鋼焊縫金屬，在快速冷卻的作用下，它必然變得硬而脆，并對(duì)冷裂極 為敏感，其過(guò)渡層硬化帶的厚度可達(dá)2. 5mm以上，而碳鋼基層上熔 焊不銹鋼，不銹鋼的焊縫金屬被碳鋼母材少量稀釋后仍是絡(luò)篠型不銹 鋼，只是降低了不銹鋼焊縫中的絡(luò)鎮(zhèn)含量，增加了碳含量，雖易產(chǎn)生 脆而硬的馬氏體組織，但其過(guò)渡層的硬化帶厚度小于1mm o 表1碳鋼與不銹鋼的物理性能材質(zhì)密度比電阻磁性線

3、膨脹系數(shù)熱導(dǎo)率碳鋼7.8615有11.446.89不銹鋼7.9372無(wú)20.222.152焊接材料不銹鋼復(fù)合管焊接時(shí)不銹鋼復(fù)層Cr原子會(huì)不斷向基層碳鋼擴(kuò) 散，在復(fù)層晶粒邊界形成貸鎔，導(dǎo)致復(fù)層耐蝕性下降。為保證焊接金 屬含有足夠的C你Ni元素，基層焊縫必須選擇高輅鎮(zhèn)抗稀釋性好的 雙相鎔鎮(zhèn)不銹鋼焊材，以補(bǔ)充基層對(duì)復(fù)層的稀釋。此種焊接材料由業(yè) 主提供。3焊接設(shè)備焊接設(shè)備選用帶有高頻引弧和熄弧氣體延時(shí)保護(hù)功能的IGBT控 制的氫弧焊機(jī)。高頻起弧不用錚極觸及工件，易于保護(hù)鉤極的形狀, 且起熄弧方便，便于操作。熄弧氣體延時(shí)保護(hù)可以防止收弧時(shí)熔池不 被氧化。4、焊接工藝 4.1坡口的制定 4.1.1坡口形式

4、：V型，鈍邊為2mm,坡口角度為6()5C,見(jiàn)圖14.1.2坡口的加工：為了減少不銹鋼的反復(fù)受熱，提高坡口的加工質(zhì) 量，確定采用機(jī)械加工的方法，即用管道坡口機(jī)進(jìn)行加工。4. .1.3坡口的清理：坡口內(nèi)外兩側(cè)3()-5()mm要清理干凈，內(nèi)側(cè)用內(nèi)圓 磨光機(jī)進(jìn)行打磨，外側(cè)用不銹鋼鋼絲刷打磨，并用丙酮擦洗干凈。圖1(勿4.2組對(duì)點(diǎn)固 4-2.1組對(duì)前先將膜式壁的某一片的管間鰭片割開(kāi)3()-50cm,以便調(diào)整 管端位置。4.22待管口打磨完好后，將需要對(duì)接的兩管頭用夾具夾緊，調(diào)整間 距使坡口根部間距在2-2.5mm,用平尺觀測(cè)，使兩管口錯(cuò)邊量為()。如圖4.23在夾具的間隙處進(jìn)行點(diǎn)焊，點(diǎn)焊方法TIG焊

5、，厚度225mm，位S在時(shí)鐘3、9位應(yīng)按誰(shuí)施焊誰(shuí)點(diǎn)焊的原則， 4.24點(diǎn)焊后應(yīng)立即進(jìn)行正式焊接，以免焊點(diǎn)發(fā)生開(kāi)裂。43焊接方法及參數(shù)的選擇為了保證不銹鋼復(fù)合鋼管不失去它原有的綜合性能，一般對(duì)于基 層、復(fù)層.過(guò)渡層應(yīng)分別施焊，焊接的順序是先焊基層，再焊過(guò)渡層, 最后焊復(fù)層。但由于本工程管材規(guī)格為635X(6.1+0.25),復(fù)層厚度僅 為0.25mm,可以考慮將復(fù)層和過(guò)渡層的施焊合二為一，合稱為復(fù)層。先焊基層，后焊復(fù)層，根據(jù)不銹鋼復(fù)合管接頭焊接只允許采用不銹鋼 焊條在碳鋼基層上施焊的原則，過(guò)渡層的焊縫金屬在基層處的厚度宜為1. 52. 5mm,復(fù)層焊接焊縫高度須為復(fù)層和過(guò)渡層的高度之和,即最低不

6、得低于1. 5+025-l75mmo基層的焊接，基層是由6 = 6.1mm的SA-210Gr.Al組成，其焊接 性能好，采用TIG焊打底，焊絲為()KTigr(xri6.11,直徑為甲2.();厚 度2.5-3mm左右，復(fù)層的焊接采用手工電弧焊，焊條采用()K61.35, 直徑為申2.5,厚度3-3.5mmo復(fù)層焊接時(shí)，采用小電流快速焊接的方法, 具體焊接參數(shù)見(jiàn)表2。表2焊接工藝參數(shù)層次焊接方法焊材焊接電弧焊接速度電流A電壓Vcm/s打底層FG焊()K16il751009.5-111.5 2-0復(fù)層手工電弧焊()K613580-1002224L6225焊接工藝評(píng)定試驗(yàn) 5.1在正式焊接前，要按

7、焊接工藝評(píng)定規(guī)程對(duì)上述工藝進(jìn)行評(píng)定, 并合格。5.2工藝評(píng)定的試件由本公司的熟練焊工施焊。5.3工藝評(píng)定的檢查項(xiàng)目有外觀檢查.射線檢查、機(jī)械性能試驗(yàn)、應(yīng) 力腐蝕試驗(yàn)等。6、施焊技術(shù)要求 6.1基層焊接時(shí)層間溫度不大于1()()C；復(fù)層焊接時(shí)層間溫度不大于 5()C O 6.2基層氫弧打底時(shí)，電弧引燃后迅速將焊絲送至焊縫處，電弧也隨即 對(duì)準(zhǔn)焊絲端部，熔化焊絲和焊縫金屬形成焊接熔池。斷弧后，重新引 燃電弧應(yīng)在焊尾前10mm左右焊縫重疊處，不填絲或少填絲。填絲動(dòng) 作要準(zhǔn)確均勻。收弧應(yīng)在重疊焊縫上，待熔池穩(wěn)定后，移開(kāi)焊絲，迅 速熄弧，但焊炬不動(dòng)，滯后至停氣保護(hù)完畢后移開(kāi)。6.3為有效控制晶粒邊界的貧鎔

8、現(xiàn)象，采取以下措施: 焊接復(fù)層用的焊接材料直徑不宜太大。W為小宜徑的焊接材料使用 的焊接電流小，這樣可以減少高溫停留時(shí)間，降低熔合比，降低鎔原 子滲透?；鶎颖仨毷歉哝g鎮(zhèn)抗稀釋性好的不銹鋼焊材，以補(bǔ)充基層對(duì)復(fù)層的 稀釋。在焊接過(guò)程中，應(yīng)盡量減少電弧擺動(dòng)的幅度，嚴(yán)格控制橫向擺動(dòng), 并加快焊接速度;二.鐵鎮(zhèn)基復(fù)合管的焊接鐵鐮基合金（All（y825）復(fù)合材料的焊接，其工藝與不銹鋼復(fù)合管 的焊接基本相同，只是所選用的焊接材料不同?；鶎犹间摬捎脷浠『?打底，復(fù)層采用手工電弧焊的方法進(jìn)行焊接。1 Alloy 825焊接性能分析與不銹鋼及碳素鋼相比較，Alloy 825物理性能具有以下特點(diǎn): 一是熔點(diǎn)較低；

9、二是線膨脹系數(shù)介于奧氏體不銹鋼與碳素鋼之間;三是導(dǎo)熱系數(shù)比碳素鋼低得多，這些直接影響其焊接性能及焊接參數(shù) 的選擇。鐵鎮(zhèn)基合金具有較大的焊接熱裂紋傾向，相對(duì)于奧氏體鋼 必須更嚴(yán)格地限制有害雜質(zhì)。雜質(zhì)的存在造成焊接時(shí)與鎮(zhèn)形成低熔點(diǎn) 共晶夾層.增加焊接熱裂紋的形成。根據(jù)有關(guān)資料，用于碳素鋼和 奧氏體不銹鋼的一般焊接方法，幾乎都適用于鐵鐮基合金。2焊接方法及材料對(duì)于Alloy 825合金（合金成分見(jiàn)表1）由于其易氧化，若保護(hù)不良 而導(dǎo)致氧化燒損時(shí)，將會(huì)嚴(yán)重降低合金的接頭使用性能，同時(shí)氧化 生成難熔的cr的氧化物，可使液體金屬流動(dòng)性變壞，焊縫成形不良(如焊縫背面出現(xiàn)皺皮)。所以焊接此合金時(shí)，正面和背面均

10、需加 強(qiáng)保護(hù)，為此采用了筠極氫弧焊打底，焊條電弧焊蓋面工藝。Incoioy Alloy 825合金的化學(xué)戚分( )其焊接材料由業(yè)主提供，初步選用焊絲()ITigr()dl9.82焊絲，直徑為 2.()mm,焊條為()K92.45,直徑為2.5 mm,其烘烤溫度為24()27() C , 保溫2h。放入1()()15()C的保溫筒，4h內(nèi)用完。里口進(jìn)行Ar保護(hù), (Ar) =99 99% , Ar的流量為1215L/miii,其噴嘴直徑為12Miwn。3坡口準(zhǔn)備及組對(duì)與前述不銹鋼復(fù)合管的內(nèi)容基本相同，只是Alloy 825合金的液體 金屬的流動(dòng)性(尤其是潤(rùn)濕性)，不如一般鋼鐵材料.坡口角度不合適

11、, 很容易產(chǎn)生未熔合現(xiàn)象，通過(guò)加大焊接電流即增加金屬流動(dòng)性，其 效果不大，而且還會(huì)造成過(guò)熱的不良影響.由于其流動(dòng)性較差.焊 接時(shí)的熔透深度一般只有低碳鋼時(shí)的5()%左右，奧氏體鋼的6()%左 右。為了保證熔合良好且有一定的熔深，單面坡口角度為4(),根部鈍 邊為0. 51. 5 mm。4加強(qiáng)清理工作Alloy 825合金表面存在難熔的氧化膜，如Ni()的熔點(diǎn)為2()9()C ,而Ni的熔點(diǎn)只有1446C,焊前不除去表面難熔的氧化膜，焊接時(shí)焊縫易 生成夾雜物.妨礙焊接正常進(jìn)行。將接頭兩側(cè)各5（）mm范圍內(nèi)外表面用不銹鋼絲刷至露出金屬光澤，用丙酮擦拭 磨刷部位，待干后，用不銹鋼絲輪輕微打磨一遍。5

12、預(yù)熱及道間溫度的控制當(dāng)環(huán)境溫度低于（）C時(shí)，焊件表面有冷凝水（或潮濕）。應(yīng)將焊接坡 口兩側(cè)各5（） mm范圍內(nèi)烘干，但金屬表面的溫度最高不應(yīng)超過(guò)5（）C。道間溫度嚴(yán)格控制在6（）C以下（以手感不燙為準(zhǔn)），以防接頭過(guò)熱，降 低焊縫的強(qiáng)度。6焊接熱輸入焊接熱輸人大小，對(duì)Alloy 825合金的焊接接頭熱裂紋的產(chǎn)生有重 要的影響。同時(shí)為了獲得比較好的接頭“等強(qiáng)性”，應(yīng)盡4減少接頭 過(guò)熱和組織不均勻性.為此，盡可能采用小的熱輸入，縮短焊縫熔融 金屬存在的時(shí)間，防止熱裂紋的產(chǎn)生，也有利于改善熔合質(zhì)量。7焊接工藝評(píng)定 7.1用Alloy 825合金進(jìn)行管狀對(duì)接水平固定焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)，其焊接參數(shù)見(jiàn)表2。工藝評(píng)定的試件由本公司的熟練焊工施焊。焊林牌號(hào)焊接方法焊材宜徑mm焊摟電流A焊摟電壓Vmm/A幟性dl9.82TIG2.070-1009.5-111.5-2.0正接)K92.45SMAVi*F*2.580-10022-241.6-22反摟7.2工藝評(píng)定的檢查項(xiàng)目有外觀檢查、射線檢查、機(jī)械性能試驗(yàn)、應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)等。8注意事項(xiàng) 8-1收弧時(shí)要及時(shí)填滿弧坑，待弧坑冷卻再切斷保護(hù)氣。8-2在保證焊絲不接觸錚極的條件下，電弧長(zhǎng)度盡可能短。8-3焊接過(guò)