焊接工艺研究论文

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1、T91/P91焊接工艺研究夏兴龙（兖矿集团济三电力有限公司，山东济宁272169）摘要大型电站锅炉过热器、再热器及主蒸汽管道广泛采H1T91/P91耐热钢,经过多年对其进行焊接工艺评定测试，国内其焊接丄艺己基本成熟，焊接工艺及参数通过优化和总结，施工、检修质量得以进一步提高。本文对T91/P91钢焊接工艺进行浅析，积累了一定经验。关键词T91/P91钢焊接工艺研究1T91/P91钢的焊接性能T91/P91钢属于新型铁索体型耐热高合金钢，该钢焊接性的主要问题是冷裂纹敏感性较强，以及一定的热裂纹倾向，同时也不可忽视接头性能的弱化（焊缝

2、区籾性恶化和热影响区的软化），易出现冷裂纹、焊接接头脆化、HAZ区软化等间题，合理的焊接工艺是控制和改善该钢焊接性的重要技术手段。必须严格按照工艺规程，方可获得满意的焊接接头。应该严格控制焊接和热处理温度，应注意的匣点是采用较小的参数焊接。热处理保温时间的适当延长，有利于焊接接头常温冲击韧度的提高。2T91/P91钢的焊接要点早期的焊接工艺主要采用两种方法：一是全氨弧焊（TIG打底+TIG填充）；二是氤弧焊（TIG）打底+焊条电弧焊填充。其焊接工艺要点如下：2.1采用正确的坡口外形和尺寸。2.2选用合理的焊接材料（TIG焊丝和填充

3、电焊条）。2.3选用正确的焊接规范（包括焊丝及电焊条牌号和直径、鹄极直径、焊接电流、氮气流量、电源极性、焊缝层数及道数等）。2.4选用正确的工件预热温度、焊缝层间温度。2.5选用合理的焊后热处理规范（包括升降温速度、回火温度及保温时间等）。2.6坚持正确的接头装配定位焊和熟练、高超的手工操作技能等。3施焊前准备工作3.1焊丝去除表面的汕、垢及锈等污物，露出金属光泽。焊条经过350°C烘焙1.5-2h,置于80-100°C保温筒内，随用随取。3.2坡口制备关键注意対点：钝边厚度不超过2nmi,以防铁水流动性差而造成根部未熔合；坡口及

4、其内外两侧15-20mm范I韦I内打磨至露出金加光泽。3.3焊接设备选用带衰减的逆变式直流弧焊机。自制夹具巫意图4焊接方法浅析4.1焊接方法：常采用TIG+SMAWo4.2焊前预热421氮弧焊打底时预热温度取160-180°C,温度过高不利于焊工操作，易产生夹丝、未焊透缺陷，还会加觅根部氧化。4.2.2电弧焊填充时，道间温度控制在280-320°CZ间，T91/P91钢的MS点转变温度大约在380°C左右，预热温度选在28O-320°C,即MS点温度附近，既能保怔高温停留时间短，又能使马氏体转变时冷速缓慢，并形成自回火马氏体，解决

5、了既要采用小参数，乂不能让焊缝冷速太快的矛盾。该种钢的焊条在300°C左右的预热温度下，有最佳的操作性能，熔滴过渡及铁水流动性和飞溅都明显改变。4.3TIG打底焊4.3.1为防止T91/P91钢焊缝根部氧化，焊前在管内充氮保护。充氮保护范围以坡口轴向中心为基础，每侧各250-300mm处贴上两层可溶纸（可用报纸代替）。用浆糊粘住，做成密封气室。利用细铜管把头敲扁插人焊缝内（有探伤孔的管道可从探伤孔充氮），人管流量为20-30L/min,小管流量一般为10・15L/min。充氮时，当感觉氮气从焊缝间隙轻微返出时（也可用打火机是否熄灭

6、来判断），用石棉条将焊口间隙堵住，此时将氮气流量减少1/3,流量过大会产生内凹的缺陷。焊一段石棉条拔开一段。4.3.2采用两层TIG打底，通过减少热输入，可有效地降低根部焊缝氧化程度，保证打底质量。4.3.3操作上应特别注意收弧质量，收弧时先将焊接电流衰减下来，填满弧坑后移向坡口边沿收弧，以防产生弧坑裂纹。4.3.4TIG焊工艺参数见表3表3T91/P91钢TIG焊接工艺参数钩极直径焊丝官径焊接电流电弧电压焊接速度正面保护/mm/mm/A/V/mm.min/L.minWCe-22502.495-1159-1160-8010-124

7、.4SMAW焊4.4.1SMAW焊应注意道间温度的控制，采用小参数、多层多道焊，其工艺参数见表4。表4T91/P91钢SMAW焊接T艺参数焊条直径/mm2.53.24.0焊接电流/A80-90110-130140-160电弧电压/V20-2220-2420-254.4.2焊层厚度以等于焊条直径为宜，焊道宽度以焊条直径的3倍为宜，严格控制焊接热输入，中间填充层宜采用①3.2mm的焊条，最后两层使用①4.0mm的焊热处理升温速度当5<25mm时为220°C/h；8>25mm时为15O°C/h。降温速度当§<25mm时为150°C/h；

8、S>25mm时为100°C/h。5.2恒温时间（见表5）表5恒温时间壁厚/mm8<12.512.5W5<2525W5<37.537.5W5<50恒温时间/h11.5-22-33-3.55.2.1焊接完毕需在100-120°C的温度下恒温lh,将残余