耐熱鋼管的TIG焊接工藝
趙永俊
提 要：通過焊接工藝評定和施工實(shí)踐，介紹了12Cr1MoV薄壁耐熱鋼管的手工鎢極氬弧焊接工藝。
關(guān)鍵詞：手工鎢極氬弧焊接工藝 薄壁耐熱鋼管的焊接工藝 管端堵塞 焊縫緩慢冷卻

1概述
我公司承擔(dān)的35t/h流化床鍋爐安裝工程，鍋爐型號為CG-35/3.82-MXD，該鍋爐高溫過熱器耐熱鋼管材質(zhì)為12Cr1MoV，規(guī)格為φ42*3.5，采用手工鎢極氬弧焊（TIG焊）。手工鎢極氬弧焊的焊接工藝，一般在焊接過程中，為了防止焊縫根部氧化，要在焊縫背面充氬氣保護(hù)。另外，12Cr1MoV耐熱鋼在焊接過程中，其熱影響區(qū)具有較大的淬硬傾向，當(dāng)接頭存在較大焊接應(yīng)力和金屬中擴(kuò)散氫含量較高時，較易產(chǎn)生冷裂紋，因此通常都采用焊前預(yù)熱、焊后正火加回火熱處理的工藝。高溫過熱器耐熱鋼管排列密集，空間位置狹窄，操作人員高空作業(yè)，在這種情況下，管內(nèi)充氬保護(hù)、焊前預(yù)熱、焊后熱處理工藝操作難度很大，因此，對12Cr1MoV薄壁耐熱鋼管我公司根據(jù)有關(guān)規(guī)范和文獻(xiàn)資料選用了管內(nèi)不充氬氣保護(hù)，焊前不需預(yù)熱、焊后不進(jìn)行熱處理的TIG焊接工藝，經(jīng)焊接工藝評定，這種接頭性能完全符合國家質(zhì)量規(guī)范要求。
2薄壁耐熱鋼管TIG焊接工藝
2.1焊機(jī)選用直流氬弧焊機(jī)。
2.2焊接工藝規(guī)范。
2.2.1焊接坡口：
 

 

2.2.2焊接電源；直流正接，電流70A—80A，電壓14V—16V。
2.2.3焊接材料
焊絲：H08CrMoVA φ2.5mm。
鎢極：選用鈰鎢級 φ2.5mm。
氬氣：氬氣純度大99.95%，流量8—12L/min。
2.2.4噴嘴直徑：φ8—12mm。
2.2.5噴嘴伸出長度：4—5mm。
2.2.6焊接層數(shù)：2層。
2.2.7焊后保溫緩冷：焊接完成后，立即用干燥石棉布包扎，使焊縫緩慢冷卻。
2.2.8焊接速度：6~8cm/min。
2.3焊接操作注意事項(xiàng)
2.3.1焊接前嚴(yán)禁強(qiáng)迫對口，坡口表面應(yīng)打磨出金屬光澤，徹底除掉油銹污垢，盡量使工作在自由狀態(tài)下焊接。
2.3.2根據(jù)壁厚進(jìn)行二層焊接，每層焊肉厚度以焊絲直徑為宜，耐熱鋼焊絲鐵水粘度大，宜產(chǎn)生氣孔，一旦發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)立即鏟掉重焊。
2.3.3控制層間溫度
焊完第一層后，焊口部位溫度過高甚至發(fā)紅，若再連續(xù)施焊，管容易過熱。因此，焊完第一層后，應(yīng)待焊口溫度降至300℃后，再繼續(xù)焊下一層。
2.3.4焊接時，應(yīng)將兩端管口堵塞，避免管內(nèi)穿堂風(fēng)直接從焊縫根部卷入熔合區(qū)。
2.3.5施焊過程中，保持焊槍移動均勻，送絲均勻。
2.3.6焊接施工時，室溫不應(yīng)低于15℃。室溫低于15℃時，應(yīng)預(yù)熱至200~300℃。
2.3.7氬氣瓶和焊機(jī)不宜與施焊操作點(diǎn)距離過遠(yuǎn)，應(yīng)隨時檢查氬弧焊槍氣路膠管中是否存有水分，并排除掉。
2.3.8封底焊后，要及時進(jìn)行蓋面，當(dāng)天焊完。
2.3.9焊縫點(diǎn)固時，其工藝應(yīng)與正式施焊時要求一致，焊點(diǎn)兩端應(yīng)焊成斜坡狀，以便接頭。點(diǎn)固焊點(diǎn)2個，長度為15mm，高度2mm。
2.3.10每瓶氬氣使用前，先在試件上試驗(yàn)氬氣的純度。
3工藝試驗(yàn)結(jié)果
3.1焊縫拉伸試驗(yàn)
試件一：抗拉強(qiáng)度σb=475MPa
試件二：抗拉強(qiáng)度σb=496MPa
拉伸結(jié)果符合GB2651要求。
3.2焊縫彎曲試驗(yàn)
試樣長度180mm，截面尺寸10×3.5mm2，彎軸直徑φ10mm，彎曲角度50°，彎曲結(jié)果無裂紋，符合GB2653要求。
3.3焊縫化學(xué)成分

12Cr1MoV（管材）主要化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)（%）：
C Cr Mo V
0.08—0.15 0.90—1.20 0.25—0.35 0.15—0.30

焊縫主要化學(xué)成分實(shí)驗(yàn)結(jié)果（%）：
C Cr Mo V
0.109 1.12 0.292 0.179

3.4.金相組織經(jīng)100倍放大拍照，焊縫、熱影響區(qū)、母材各區(qū)金相組織正常，焊縫熔合良好。
4應(yīng)用效果
我公司運(yùn)用該工藝對35t/h流化床鍋爐高溫過熱器進(jìn)行焊接，一次性X射線探傷100%合格；經(jīng)光譜分析，焊縫合金元素成分符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。運(yùn)用該工藝提高了工效，簡化了工序，操作簡單方便，節(jié)約能源，節(jié)省了輔助工時，降低了成本。
 

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