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电站锅炉用SA-213TP347HFG不锈钢管的焊接工艺研究与应用(2)

新闻来源:http://www.17l.com.cn/ 时间:2020-2-9 浏览次数:

(1) 选用合适的焊接材料,有利于防止晶间腐 裂纹的产生。

(2) 做好焊口充氣保护措施,焊接前需将管道 内的水汽清除干净,确保充氣保护效果。

(3) 严格控制层间、盖面收弧点及接头质量, 必要时要及时对收弧点及接头进行打磨。

(4) 加强焊接电流及层间温度的控制,按照焊 接施工工艺要求施工,严格控制热输入。

2焊接工艺试验

试验母材为SA-213TP347HFG钢,其规格为 ©76 mrnx6 mm,采用GTAW 方法,开66° V形坡 口,分别采用ERNiCr-3焊丝和ER347焊丝进行焊 接,焊丝的化学成分见表2、通过理论分析和实践经 验,确定了焊接工艺参数,见表3,表4。

2焊接材料的化学成分(质量分数)(%)

焊丝

C

Si

Mn

Cr

Ni

Nb

S

P

Cu

Fe

Ti

Co

M。

ERNi

Cr-3

0.042

0.08

2.93

20.10

73.22

2.301

0.001

0.004

0.017

0.76

0.407

0.036

ER347

0.04

0.37

1.43

1X.I

9.4

0.58

0.009

0.02

0.12

0.21

 

3使用ERNiCr-3焊丝的焊接工艺参数

保护

成分

流量/(L*min l)

 

背面保护

成分

流量/(L,min l)

气体

Ar

8~12

 

气体

Ar

10-20

焊层、道

 

 

焊丝

焊接电流

层/道 号

单层単道焊 缝尺寸/mm

焊接方法

 

型号

I'%

/mm

极性

焊接电流/A

1

2.4-3

GTAW

 

ERNiCr-3

2.4

直流正接

75-90

2

1.8-2.2

GTAW

 

ERNiCr-3

2.4

直流正接

75-85

3

1.8-2.2

GTAW

 

ERNiCr-3

2.4

直流正接

75-85

4

1.8-2.2

GTAW

 

ERNiCr-3

2.4

直流正接

75 〜85

 

4使用ER347焊丝的焊接工艺参数

保护

成分

 

 

背面保护

成分

流量/(L-min_1)

气体

Ar

8~12

 

气体

Ar

10-20

焊层、道

 

 

焊丝

焊接电流

层/道 号

单层单道焊 缝尺寸/mni

焊接方法

 

型号

直径

/mm

极性

焊接电流/A

1

2.4-3

GTAW

 

ER347

2.4

直流正接

70-85

2

1.8-2.2

GTAW

 

ER347

2.4

直流正接

70-80

3

1.8-2.2

GTAW

 

ER347

2.4

直流正接

70 〜80

4

1.8-2.2

GTAW

 

ER347

2.4

直流正接

70-80

焊接完毕后,检查外观无气孔、裂纹、未熔合、 未焊透等缺陷,符合标准要求;分别进行射线检测、 拉伸试验、弯曲试验以及金相试验,射线探伤未发 现超标缺陷,均合格。

拉伸试验和弯曲试验结果见表5,此两种焊接接 头拉伸试验均断裂在母材处,抗拉强度均符合要求; 180。弯曲试验后均无裂纹。但是使用ERNiCr-3焊丝 的焊接接头抗拉强度要略高于ER347焊丝的焊接接 头抗拉强度。

5使用2种焊丝的焊接接头力学性能试验结果

焊丝型号

拉伸试验

弯曲试验

试件 编号

抗拉强度

/MPa

断裂 位置

试件编号

面弯

背弯

ERNiCr-3

05LI

664

母材

05M1, 05BI

完好无裂纹

完好无裂纹

O5L2

641

母材

05M2. 05B2

完好无裂纹

完好无裂纹

ER347

061,1

655

母材

06Mi, 06BI

完好无裂纹

完好无裂纹

06L2

627

母材

06M2, 06B2

完好无裂纹

完好无裂纹

 

焊缝和熔合区的金相组织如图1所示,采用 ERNiCr-3焊丝得到的焊接接头组织为粗大的奥氏体 (图la);采用ER347焊丝施焊得到的焊接接头组织 为树枝状奥氏体(图lb),均属于正常组织。

 

 

金相试样/06J-焊缝 金相试样/06J-嬉合区 金相试样/06J-母材

(b)采用ER347焊丝

图1焊接接头金相组织

一般认为,晶间腐蚀是C从饱和的奥氏体以 C3C6形态析出,造成晶界处奥氏体贫铭所致。防止 晶界贫铭是防止晶间腐蚀的有效方法。ERNiCr-3 丝化学成分中w(Cr)20.1%高于ER347中w(Cr) 18.1%,故ERNiCr-3的抗晶间腐蚀能力优于ER347 另外,ERNiCr-3中加入了 Ti, Ti与C的亲和力比与 Cr的大,Ti加入钢中后,C优先与Ti结合生成碳化 (TiC),避免了析出碳化铭而造成晶界贫铭,从 而有效防止晶间腐蚀。同时考虑到该钢有较好的耐蚀 性、高温抗氧化能力和较高的蠕变断裂强度,因此在 现场施工时可选择ERNiCr-3焊丝相对应的焊接工艺。

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