teSA335—P91鋼的焊接工藝試驗(yàn)

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。teSA335P91鋼的焊接工藝試驗(yàn)teSA335P91鋼的焊接工藝試驗(yàn)SA335P91鋼的焊接工藝試驗(yàn)WeldingTechnologyVo1.29No.3Jun2000藝與應(yīng)用?l9文章編號(hào):1002.025X(2000103?0019-02SA335.P91鋼的焊試驗(yàn)幅建省第一電力建設(shè)公可,福建長(zhǎng)樂(lè)350200)搞要:奉文對(duì)SA335.P9I錒的焊接工藝特點(diǎn).預(yù)熱,呈接和焊膏熱址理等工藝規(guī)范.盟提高沖擊韌度逢徑璉行了探討,并對(duì)焊接接*進(jìn)行了各項(xiàng)性能試驗(yàn).取得良好的結(jié)果誼工藝應(yīng)用千華能福州電廠二期工

2、程35u機(jī)蛆的焊禧.取得西滿成功美疊詞:捍接工藝;皇苧:堡!塑羔;堡三莖垡莖中田分類號(hào):TG457.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B1引言誦產(chǎn)華能福卅l電廠二期工程35Mw機(jī)組分別由英心MBEL公司提供鍋爐,SIEMENS公司提供汽輪發(fā)電機(jī)組.鍋爐過(guò)熱器及主蒸汽管道均采用SA335一P91鋼該鋼種在80年代末開(kāi)始在國(guó)外大型火力發(fā)電廠中廣泛應(yīng)用,近幾年在國(guó)內(nèi)引進(jìn)機(jī)組開(kāi)始應(yīng)用.困對(duì)P91鋼的焊接工藝性能了解不多.為保證T:程質(zhì)量和順利施工,對(duì)1:91鋼進(jìn)行了焊接工藝試驗(yàn).2P91鋼的特點(diǎn)SA335.1:91鋼是一種改良型的9Cr一1Mo鋼.社9Cr.1Mo馬氏體鋼中加入V,Nh等臺(tái)金元素.具有良好的抗高溫氧化和抗

3、蠕變性能,許用應(yīng)力在605時(shí)等同于TP3041I,在550660的許用應(yīng)力明顯高于l0CrMo910,TP304.X20CrMoVl21鋼:與10CrMo91O鋼相比,在同等的溫度,壓力條件下.管子壁厚可減小50%.3焊接工藝試驗(yàn)試驗(yàn)材料由SIEMENS公司提供材質(zhì)牧稿日期:1999-07.204.2焊接工藝試驗(yàn)工件材料lOCrMo910,外徑420mm.壁厚70HllIIl焊絲nG.R40(電力標(biāo)準(zhǔn)),直徑0.8mm焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表2.此外,預(yù)熱溫度120180,層間溫度120160.焊后保溫溫度230280,焊后保溫時(shí)問(wèn)12h結(jié)果,共施焊34層.焊接時(shí)間8h裹2焊接工藝參數(shù)焊縫I脈沖l基值

4、l脈沖J基值焊接速度J連絲速度lAr氣流垃種類f電流l電流l時(shí)間I時(shí)間JJlllll翌:.:I:!.打底焊l180l80l200l200ll00lI35040填充焊J380200j200l200lfl0l3800f50蓋面焊l250l170IIO0lIO0l80l2500l50試驗(yàn)結(jié)果,采用計(jì)算機(jī)精確控制焊接參數(shù),應(yīng)用快-r#47./|SA335一P91.規(guī)格:4273.94mmx2974mm:焊蝗為C9MV.1G.直徑2.4mr盯;焊條為FOXC9MV,直徑2.5.32,4一r2z6,2P91鋼屬李冷馬氏體銅,該鋼的.=227%.je焊接惟較差.焊接主要應(yīng)防止冷裂紋和再熱裂紋再熱裂紋主要產(chǎn)生

5、于有一定沉淀強(qiáng)化的盎=屬材料,由P9I鋼的性能可知,它有良好的韌性和塑性,S.P含量很低.加現(xiàn)冉熱裂紋的敏感性相對(duì)較低.塒焊接有利資料表明,廢鋼在732焊后熱處理不存在再熱裂紋M題P91鋼對(duì)冷裂紋有組織上的敏感性;在焊后的馬氏體轉(zhuǎn)變中,氫以過(guò)飽和狀態(tài)殘留于馬氏體中,促使陔隆(域進(jìn)一步脆化;由于焊后發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變.使接頭處的組織應(yīng)力增大,P91鋼一般用于大直徑,大厚度管.結(jié)構(gòu)剛性大.拘束應(yīng)力太.焊接線能量較大時(shí)會(huì)造成層問(wèn)組織過(guò)熱.出現(xiàn)魏氏體組織,粗大晶粒和網(wǎng)狀品界,這些組織易產(chǎn)生裂紋源.形成裂紋并擴(kuò)展.從而造成沖擊韌度下降岡此,焊接該鋼種防止冷裂紋和提高沖it,-度是主要問(wèn)題.采用氙弧焊打底,手

6、工電弧焊蓋面的方法管子塒接的坡幾形式及尺寸見(jiàn)圖I一該坡口有利于焊槍,焊絲的擺動(dòng).保證熔滴準(zhǔn)確到位及背面成形.避免根部末焊速脈沖電流,更易獲得良好的焊縫成形根部焊道的背面及蓋面焊道的成形可按要求進(jìn)行控制試件探傷榆杏表明.焊縫無(wú)缺陷,完全符合工藝標(biāo)準(zhǔn)5結(jié)論使用法國(guó)AUTOTIG600PC型壘位置自動(dòng)鎢極氬弧焊設(shè)備進(jìn)高溫高壓厚壁管件的對(duì)接焊,操作方便.焊接效率高,焊縫質(zhì)量好.焊縫金屬填充量?jī)H為下焊的36%,施焊時(shí)間縮短三分之二.改善r焊._I二的工作條件,避免r人為因素對(duì)焊縫質(zhì)量的影響該I一芏:對(duì)坡j的設(shè)計(jì)和加工提出更高的要求,t被焊管件的定位裝卡要求也更精確另外,設(shè)備的適用范圍受到一定的限制.2O

7、-工藝與應(yīng)用焊接技術(shù)2000年6月第29卷第3期透.根據(jù)外方提供的資料,確定焊接P91鋼的加熱規(guī)范,圖2.I2I3760770ag圉1管于對(duì)罄坡口形式殛尺寸圍2加熱規(guī)范焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)分別進(jìn)行水平固定焊(VJ和垂直固定焊(H)嚴(yán)格控制焊接線能量,采用小規(guī)范多層多道焊.在焊接過(guò)程中嚴(yán)格控制層間溫度,避免造成層問(wèn)過(guò)熱.焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表1.裹1焊罄工藝參數(shù)層焊接焊絲,焊條扳焊接電流電弧電壓氫氣流量層問(wèn)戎方潔直徑/mm性【正面保護(hù)I厚度/L?nGn/mn】耵c2.4正接951_0】0一】489232手弧焊2.5反接95一I2020248923手弧焊32反接10513O20248一10343一IO手弧焊

8、反接】30】砷20248一1035焊前,坡口必須嚴(yán)格打磨除銹,焊條烘干溫度不得超過(guò)250,保溫2h,隨用隨取.為避免背面氧化,過(guò)熱,焊接過(guò)程中管內(nèi)必須進(jìn)行克氬保護(hù),流量46L/mln.4試驗(yàn)結(jié)果分析x射線探傷結(jié)果,12塊試件中11塊為I級(jí),I塊為級(jí).斷口試驗(yàn)均未發(fā)現(xiàn)焊接缺陷,試驗(yàn)結(jié)果合格.各項(xiàng)力學(xué)性能均臺(tái)格(1)焊接操作工藝方面焊條為藥皮過(guò)渡型.電阻大,焊接時(shí)電流過(guò)大,容易造成藥皮保護(hù)不好;電流太小,易粘條必須選擇適當(dāng)電流值.所用焊條烘干溫度不得大于280,否則將破壞藥皮性能.由于焊接Pgl鋼時(shí)液態(tài)金屬流動(dòng)性差,焊條脫渣性不好,容易產(chǎn)生夾渣,焊接過(guò)程中應(yīng)認(rèn)真清渣為提高接頭沖擊韌度,必須嚴(yán)格控制

9、線能量.在可能的情況下,盡量采用小直徑焊條,小焊接規(guī)范,一般焊接線能量控制在30kJ/era以下,在實(shí)際操作中只要控制焊層厚度和寬度即可.每一焊層厚度41111/I.寬度15mIn由于P91鋼含鉻量高,焊接時(shí)在接頭和層問(wèn)易產(chǎn)生氧化鉻,造成接頭處未熔臺(tái)現(xiàn)象,故焊接過(guò)群中臆注意清理.收弧時(shí)應(yīng)填滿弧坑,防止產(chǎn)生裂紋:(2)焊接規(guī)范方面預(yù)熱是防冷裂紋的有效措施施焊前必須把坡u兩側(cè)200mm范圍預(yù)熱至300350,焊接時(shí)保證在280以上,但不大于350oC,以利于焊工操作,保證打底焊質(zhì)量,同時(shí)可適當(dāng)降低焊接電流.由于P91鋼的Ms點(diǎn)為370oC,預(yù)熱可延長(zhǎng)Ms點(diǎn)到100oC的冷卻時(shí)聞,有助于降低馬氏體轉(zhuǎn)

10、變時(shí)的組織應(yīng)力,有助于氫的逸出.防止產(chǎn)生裂紋試驗(yàn)發(fā)現(xiàn).在同樣的電流下,增加焊層厚度或提高層問(wèn)溫度,焊縫的沖擊韌度均有下降的趨勢(shì);但層間溫度過(guò)低,會(huì)增大冷卻過(guò)程中的組織應(yīng)力,且不利于氫的逸出層間溫度應(yīng)控制在200250oC.焊后的冷卻過(guò)程是奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的過(guò)程.由于P91鋼奧氏體的轉(zhuǎn)變?cè)杏谳^長(zhǎng),焊后必須空冷以使奧氏體完全轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體,保證接頭的強(qiáng)度從實(shí)際情況看,由于P9I鋼結(jié)構(gòu)大,焊后高溫狀態(tài)空冷至Ms點(diǎn)以下往往時(shí)間很長(zhǎng)(大大超過(guò)資料介紹的1h),空冷時(shí)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)大小,環(huán)境溫度,焊后應(yīng)力等情況而定,空冷至100后才能進(jìn)行焊后熱處理.為盡可能降低接頭的殘余應(yīng)力,促使焊縫區(qū)氫選出,應(yīng)選用較高的

11、焊后熱處理溫度.但溫度過(guò)高,會(huì)降低接頭的強(qiáng)度,促使碳化物聚集和長(zhǎng)大;溫度過(guò)低又達(dá)到匹火效果.當(dāng)回火溫度低于732oC時(shí),1x)1鋼的蠕變斷裂塑性會(huì)降低為得到綜合的力學(xué)性能并改善組織,焊后熱處理溫度選用750770oC,恒溫25h.升降溫速度在300以上時(shí)控制在2.5/nlin5工程焊接該】一藝應(yīng)用在華能福州電廠二期工程4號(hào)機(jī)組的鍋爐,汽水管道的P91鋼焊接中,取得滿意的效果,焊縫經(jīng)x射線探傷一次合格率為99%,各項(xiàng)性能均達(dá)到要求6結(jié)論【1在正確的工藝條件下,tx)1鋼完全可以獲得優(yōu)質(zhì)焊接質(zhì)量.取得綜合性能良好的焊接接頭.(2)對(duì)P91鋼制定的工藝參數(shù)和焊接措施是正確的所提出的工藝報(bào)告書(shū)用于焊工培訓(xùn)和華能福州電廣lI期【一程4號(hào)機(jī)組的焊接,得到滿意的效果.(3J提高P91鋼的沖擊韌度值必須嚴(yán)格控制線能量和層問(wèn)溫度,即采用多層多道焊,每一焊層厚度4Iim.寬度15111111,層問(wèn)溫度控制在200250.L4)由