mnr低合金管板带极埋弧堆焊(saw)工艺研究及探讨

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1、16MnR低合金管板带极埋弧堆焊(SAW)工艺研究及探讨16MnR低合金管板带极埋弧堆焊(SAW)工艺研究及探讨摘要：对16MnR低合金钢管板进行大面积不锈钢堆焊。采用带极堆焊的焊接方法是首选方法，其熔敷效率高，稀释率低，质量可靠。主要解决的问题是：选择正确的焊接材料和焊接工艺规范，保证其耐腐蚀和抗裂性。另外还需制定合理的焊接措施，控制管板的焊接变形。关键词：低合金钢管板带极堆焊稀释率焊接变形前言石化公司常减压蒸馏装置的复合钢管板换热器，由于堆焊工作量大，采用手工电弧焊堆焊生产率低、稀释率髙，显然不能满足工期要求。其技术关键在在于16MnR低合金钢管板上堆焊6mm不锈钢耐蚀堆焊层，以提高设

2、备抗高温H2、CO等介质的腐蚀。因此我们选用带极埋弧堆焊的焊接方法，既保证了制造工期，也保证了产品质量，由于带极堆焊耐腐蚀堆焊层对于我们来讲是一个崭新的工艺，带极埋弧堆焊以其堆焊效率高，工作环境好，性能稳定，在国内外得到了广泛的应用。一、我国带极埋弧堆焊工艺发展现状堆焊是指将具有一定的使用性能的合金材料借助一定的热源手段熔覆在母体材料的表面，以赋予母材特殊使用性能或使零件恢复原有形状尺寸的工艺方法。因此，堆焊既可以用于修复材料因服役而导致的失效部分，亦可以用于强化材料或零件的表面，其目的都在于延长零件的使用寿命、节约贵重材料、降低制造成本。因此，国内外制造业对堆焊技术的发展十分重视，IIW

3、以及各工业发达国家的相关学术机构均设置了专门委员会，以协调和促进堆焊技术的发展。堆焊技术在我国起源于20世纪50年代末，几乎与焊接技术同步发展，发展初期主要用于修复领域，即恢复零件的形状尺寸，60年代已经将恢复形状尺寸与强化表面及表面改性想相结合，改革开放后堆焊技术的应用领域进一步扩大，堆焊技术从修理业扩展到制造业，90年代受先进制造技术理念的影响，堆焊方法与智能控制技术和精密磨削技术相结合的近净形技术（NearNetShape）引起了制造业的广泛关注，这也是堆焊技术从技艺走向科学的重要标志。堆焊技术在我国历经近60年的风雨历程，不仅是延长材料或零件服役寿命的工艺方法，而且成为先进制造技术

4、的发展基础。阀门的寿命和工作可靠性主要取决于其密封面的质量，密封面不仅因阀门周期性的开启和关闭而受到擦伤、挤压和冲击作用，而且还因所处的工作环境和介质而受到高温、腐蚀、氧化等作用，我国石化企业因密封面失效导致阀门报废而造成的浪费现象十分严重。因此，根据阀门所处的工作环境要求，采用合理的堆焊方法修复或强化阀门密封面，使其具有优异的抗擦伤、抗腐蚀、抗冲蚀、耐高温等综合性能，可有效延长阀门使用寿命，降低成本。我国阀门密封面堆焊技术的研究工作始于60年代初，历经50年的发展历程，阀门堆焊方法从以手工电弧堆焊和氧－乙炔火焰堆焊等非自动化、低效率的堆焊方法为主，发展到广泛采用高效、自动化的堆焊方法，如

5、埋弧堆焊。带极堆焊就是使用带状熔化电极进行堆焊的方法。石油化工行业的加氢反应器、原流合成塔、煤液化反应器及核电站的厚壁压力容器等内表面均需大面积堆焊耐高温，抗氧及硫化氢等腐蚀的不锈钢衬里。70年代，在该领域内，国内外大量采用了带极埋弧堆焊（SAW）技术。带极的宽度也从窄带向60mm、90mom、120mm、150mm的宽带方向发展。该技术在稀释率和熔敷速度上比丝极埋弧焊有了长足的进步，但随着压力容器日趋大型化、高参数化，促使堆焊技术向更优质更高效的方向发展。70年代初，德国首先发明，后被日、美、前苏联等国进一步完善的带极电渣堆焊技术由于它具有比带极埋弧难焊更高的生产效率、更低的稀释率和良好

6、的焊缝成形等优点，近年来在国内外得到迅速发展和较普遍的应用。二、16MnR低合金钢材料16MnR是普通低合金钢,是锅炉压力容器专用钢，锅炉压力容器的常用材料。它的强度较高、塑韧性能好。16MnR中的R是容器的“容”汉语拼音的第一个字母，代表的容器用16Mn钢材。16MnR低合金钢材料分析如下：16MnR低合金钢是我国自行研制开发的压力容器专用钢，具有良好的加工性和优异的焊接性及力学性能。锰作为唯一的合金元素溶于铁素体基体中，不仅能使该钢在热轧冷却后得到片层较细的珠光体，而且还能得到比同等碳含量碳钢更多的珠光体，大大提高了钢的强度。16MnR低合金钢在石化行业使用广泛，其最低使用温度时-20

7、℃，最高使用温度一般不超过420℃。常见交货状态为热轧或正火。属低合金高强度钢，含Mn量较低。性能与20G（412-540）近似，抗拉强度бb（也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值）的范围为510-655MPa，伸长率δs（指金属材料受外力（拉力）作用断裂时，试棒伸长的长度与原来长度的百分比）的范围为19-21％，屈服点σs（试样在拉伸过程中力不增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力称屈服点）≥21％，180°弯曲试验