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目前耐热钢1Cr5Mo炉管与ZG25弯头的焊

发布时间:2021-07-16 11:06:45 阅读: 来源:蚀刻机厂家
目前耐热钢1Cr5Mo炉管与ZG25弯头的焊

耐热钢1Cr5Mo炉管与ZG25弯头的焊接

1 前言 我厂100万t/a常减压装置减压炉(工艺条件:入口温度370℃出口温度420℃)在1998年5月(气温10~19℃)的设备大检修中需更换10根炉管,材质为1Cr5Mo,而弯头的材质为ZG25,由于工期紧,施工现场又不具备进行热处理的条件,根据有关资料确定选用型奥氏体焊接材料对炉管进行焊接。本文对这种异质接头的焊接性进行了具体分析,同时对这种异质接头的焊接工艺进行了详细说明。2 异质接头焊接中的问题 2.1 母材的可焊性分析

由于ZG25的碳当量较低,它的焊接性较好,炉管焊接的质量主要取决于1Cr5Mo。1Cr5Mo由该钢的化学成分(表1)可知,其合金元素总量>5.0%,属于中合金耐热钢,有较高的空淬性,焊接时容易出现冷裂、热裂、热影响区的脆化和软化以及再热裂纹等问题,焊接性较差。 2.2 奥氏体焊材的特点表1 1Cr5Mo的化学成分(%)CSiMnPSCrMo0.110.370.430.0190.0045.300.502015年10月11日上午9时整

(1)焊缝金属的稀释:1Cr5Mo与ZG25相对于奥氏体填充材料来说合金元素含量较少,因此它们对焊缝金属有一定的稀释作用,会导致焊缝金属中奥氏体形成元素减少,使焊缝中出现脆性的马氏体组织而降低焊接接头的质量,严重时甚至可能出现裂纹。为保证焊缝金属组成成分的合理性,即不出现脆硬的马氏体组织和单项奥氏体组织,确定选用型焊接材料。

(2)碳的迁移:由于1Cr5Mo与ZG25相对于奥氏体焊材来说碳含量较高而合金元素含量较少,在焊接及使用过程中焊接接头长期处于高温状态时,两种材质1Cr5Mo与、与ZG25的界面处就会发生反应使碳产生迁移。结果在靠近母材一侧形成脱碳层导致软化,而在焊缝金属一侧会形成增碳层导致硬化。温度是影响碳迁移的重要因素,有关资料表明,在低于425℃的条件下,这种异质接头的碳迁移现象不十分明显。

(3)热应力的影响:在热物理性能方面,1Cr5Mo钢的线膨胀系数比型焊接材料大30%左右,而导热系数则小40%左右;型焊接材料的导热系数约为ZG25的1/3,而线胀系数比ZG25大50%。这三种材料所构成的焊接接头,在温度变化范围较大的环境下工作,必然受到较大的热应力作用,最终导致接头提前失效。由于减压炉工作温度较稳定,开停频率很低,热应力的影响不明显。 3 焊接操作与效果 3.1 焊接工艺要求

为了保证焊接质量,炉管焊接采用氩电连焊的方法。选用焊丝H1Cr24Ni13、焊条A302型,电极采用直径2.5mm的铈钨极,喷嘴直径8.0mm,氩气流量9L/min,焊缝背面充氩气保护流量为5L/min,氩气的纯度>99.9%。焊工必须持有劳动部门颁发的“锅炉压力容器焊工合格证”,操作项目应在持证范围之内,并在有效期限之内。 3.2 操作要领

(1)焊前准备:采用氩弧焊打底是为了保证焊缝背面成型良好,因此焊好第一层是关键。由于氩气只起保护作用,没有脱氧去氢的能力,焊前对坡口边10~15mm范围内及所用焊丝都要彻底清理干净,去除油污、锈蚀、结垢、氧化皮等杂物,直到呈现金属光泽。在施工现场要设防风棚,同时避开穿堂风。焊条严格按烘干温度烘干,待用的焊条应放在保温筒内,必须随用随取。

(2)组对点焊:坡口尺寸如图1所示。

图1 接头坡口尺寸 由于点焊也是正式焊缝的一部很难拿出真金白银;另外一方面分,在点焊时一定要保证单面焊双面成型,确保定位焊无气孔及裂纹等缺陷。点焊的工艺参数与正式施焊的工艺参数相同,参见表2所列。表2 焊接工艺参数焊接方法焊接电流(A)焊接272防火玻璃电压(V)TIG12016~18SMAW11024~26

(3)焊接:引弧应在ZG25一侧,引弧后控制弧长2~3min,焊枪喷嘴与炉管呈5°~15°,焊枪与焊丝的夹角约为80°,如图2所示。

焊接时电弧应交替加热坡口根部,由于ZG25熔点比1C锚杆切断器的功能特点:锚杆切断器体积小r5Mo稍低,在1Cr5Mo一侧应多停留一会,待钝边熔化形成熔池后,即可送入焊丝。焊丝端部必须始终处于氩气保护范围内,并且不能插入熔池,应位于熔池的前方,边熔化边送丝。据悉图2杜邦公司生产的第1批基于FDME的聚合物是聚对苯2甲酸呋喃2甲酸酯(PTF) 焊枪位置示意 由于此种焊丝熔化时的粘度比碳钢焊丝大,在焊接时应注意观察,确保在电弧的吹力作用下,焊丝与母材完全相互熔合。在收弧时适当增加熔滴,以防出现冷缩孔,同时将电弧移到ZG25母材一侧收弧,并待熔池颜色完全变暗后停止送气。为防止填充焊时将打底焊的焊道烧穿,打底焊的厚度以3mm为宜,打底焊后

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