浅谈锅炉高温受热面管子的焊接

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1、浅谈锅炉高温受热面管子的焊接摘要：介绍了φ38×5的12Cr2MoWVTiB贝氏体耐热钢的焊接工艺，并对在焊接过程中较易出现的缺陷进行了分析，提出了解决的方法，经实践检验是正确的和可靠的。1.引言锅炉受热面管子工作环境恶劣，最易出现爆管现象，随着锅炉逐渐向大型化发展，受热面管子承受的压力和温度都逐渐提高，锅炉安全性能要求也越来越高，这对管子材料提出了更高的要求。所选用钢管已经由20#碳钢、珠光体耐热钢15CrMoG、12Cr1MoVG发展到贝氏体耐热钢12Cr2MoWVTiBG、马氏体耐热钢T91、奥氏体耐热钢TP304H，对焊缝质量要求高从而对焊工

2、操作水平提出了更高的要求，操作不当会使探伤合格率较低，对焊缝多次返修还会使焊工产生恐惧心理，大大降低生产效率。以下结合实践经验重点对高温高压循环流化床锅炉高温过热器管子（材料为12Cr2MoWTiBφ38×5）在氩弧焊过程中易出现的缺陷进行分析，并提出解决问题的办法。2.材料分析12Cr2MoWTiB为我国自行研制成功的贝氏体低合金热强刚，其热强性超过国外同类钢种，具有良好的综合机械性能、工艺性能、抗氧化性能，组织也较稳定。在600~620℃时具有较高的持久强度，因此可代替价格昂贵的高合金奥氏体钢。用作金属壁温为600~620℃超高参数锅炉过热器管和

3、再热器管。12Cr2MoWVTiBG在正火加回火处理后使用，热处理后得到完全贝氏体组织才能保证合格的性能，所以有的资料上又称贝氏体钢。此钢的碳当量较高，淬硬倾向大，必须有严格的焊接工艺作保证才能确保焊缝质量的可靠性，焊后需进行750~780℃回火处理，保温时间为15~20分钟。3.焊接工艺试验及分析3.1焊接准备焊机选用时代WS-400,直流正接，喷嘴直径8mm,钨极选用WCe20,φ2.5mm，钨极锥度30°。3.2焊接材料焊接材料选用应尽量与母材相同，选用上海设备修造厂生产的H10Cr2MnMoWVTiB,φ2.5mm,用砂纸将焊丝表面的油污、氧

4、化物打磨干净，使焊丝露出金属光泽。3.3坡口制备开V形坡口，坡口角度60~65°，钝边1mm，间隙2~3mm，坡口两侧各10mm范围内必须清理干净至露出金属光泽。3.4焊接工艺参数焊接工艺参数的选择应以保证点固焊和打底层焊透且不出现烧穿、焊瘤等缺陷为原则，并保证盖面层成形美观、无缺陷。经试验确定的焊接工艺参数见下表：焊接层数焊接电流／A电弧电压／V氩气流量L／min焊接速度L／min点固焊90~10012~138~1010~12打底焊100~11013~148~1010~12盖面焊100~11013~148~1010~124．焊接缺陷分析在氩弧焊过程

5、中，由于材料比较特殊焊工操作不当焊缝较易出现未焊透、未熔合、焊缝内凹、气孔、焊缝成形差等缺陷。4.1焊缝未焊透12Cr2MoWVTiBG合金元素比较多，它们之间易结合成复杂的碳化物相，熔池粘度较高流动性差且表面张力大，如果装配间隙过小操作时稍有不慎便会产生未焊透缺陷，解决办法是间隙要得当，采用适当的焊接电流和焊接速度。4.2焊缝未熔合由于此种钢材含有铬元素，在焊接时极易形成致密氧化膜，而氧化膜的熔点非常高，所以在焊接过程中特别是在焊第二层盖面焊时，其氧化膜严重影响了上下两层的融合，造成未熔合缺陷。解决办法是在盖面焊时速度适当放慢，尽量少用衰减，待跟打

6、底焊层充分熔合后再匀速向前施焊。4.3焊缝内凹缺陷由于此种焊接是全位置焊（单面焊双面成型），当焊接底部焊缝时，由于重力和表面张力的不利因素造成内凹缺陷。解决办法是焊枪喷嘴与工件的夹角为75~80°，焊丝与工件的夹角为10~15°，焊丝送进熔池后退出，通过焊枪的摆动将熔滴带至坡口两侧，在底部尽量少用衰减，焊丝每次送进时给熔池一个向上托的力量，需要注意的是焊丝在送进再退出时不能脱离氩气保护区以防止发生氧化。4.4焊缝成型差原因是熔池中液体流动性差，焊工操作动作不熟练和协调造成，应加强练习。4.5焊缝有气孔主要原因是氢气和氮气在焊缝冷却过程中来不及排出残留

7、在熔池中造成气孔缺陷，解决的办法是焊件焊丝表面及层间清理要干净，尽量压低电弧，控制好焊接速度，提前送气滞后断气，掌握好正确的熄弧方法。结论：通过实践证明采取上述焊接工艺方法可以保证焊接质量，探伤合格率在98%以上，可以提高生产效率和降低生产成本。山东省金蓝领（焊工）答辩论文浅谈锅炉高温受热面管子的焊接单位：中国重汽集团姓名：丁志维2008年6月