专利名称：封头堆焊工装及制备方法
技术领域：
本发明是关于堆焊封头工装设计制造使用，属于机械制造领域，尤其是HCrlMoR 封头堆焊工装及制备方法。
背景技术：
堆焊技术在石油、化工、电力、冶金等行业大量应用，特别是工况较苛刻的石油加氢行业，其大型化、高难度、Cr-Mo材料的特殊性，使设备制造的难度较高。HCrlMoR封头又是Cr-Mo钢中较难焊接的材料，故堆焊时的难度系数更高。在进行堆焊时，需综合考虑各种可能的因素，考虑焊前预热，焊后消氢处理时，同时着重考虑焊接变形，因封头堆焊后，校形的难度较大，且焊接变形存在变形的不确定性，故工装着重考虑防变形措施的落实。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题，提出一种封头堆焊工装及制备方法，尤其是用于 HCrlMoR封头，本发明以钢板作为材料，通过钢板的制作的工装防变形的强度大于实际堆焊时的应力变形，来实现防变形。本发明的技术方案是封头堆焊工装，用厚度大于封头材料的钢板作为底板，且略大于跟据实际封头的最大投影面积，沿实际封头的径向制作支撑封头弧面的竖直筋板， 筋板之间最大间隔距离不大于200 mm，所有筋板安装在一张周边大于封头外径的底板上， 所有筋板等距离装配，安装在底板底板上，筋板周边用包板固定，在封头端口用厚度大于封头两倍以上钢板作环形箍，且与封头周边焊接，防封头端口变形。本发明工装的形状，构造特征是1)底板厚度需能承受工装和封头的重量，刚度必须保证，厚度为20 80 mm，材料不限；2)加筋的形式需与封头外形稳合，间隙为2_3 mm,厚度大于10 mm ； 3)封头端口处材料需与封头为同材质，厚度大于等于封头厚度，宽度大于100 mm。封头堆焊工装制作用20mm厚的低合金钢板制作加强环，箍在封头直边段的外侧，环的内径比封头实测外径大2mm，环的宽度100mm。环制作成HALF结构，之间用筋板和螺栓连接，加强环上部与封头直边段所留的余量间断焊接，下部与支撑封头的筋板点焊， 支撑封头的筋板弧段与封头外形吻合；用工装固定封头；堆焊过渡层前对封头进行整体预热，预热温度> 2500C ；外部包裹保温棉，且须用铁丝固定；然后堆焊过渡层，控制层间温度 ^ 2000C ；过渡层堆焊后，在池之内若不能进行热处理，则先进行消氢处理，300-350°C保温封头筒体为lh，管板为3h，否则进行如下消除应力热处理热处理，入炉温度200°C，加热区升温速度150°C/h。升温期间，炉内加热区内任意5000 mm长度内的温差彡120°C。保温期间，加热区内最高与最低温度之差< 65°C。升温和保温期间应控制加热区气氛，防止焊件表面过度氧化。保温温度为660°C 士20°C，保温时间为lh。保温后降温速度150°C/h。设备出炉时，炉温300°C，出炉后应在静止空气中冷却；热处理后，进行100%渗透检测，及堆焊层及其结合面的100%超声波检查。机加堆层表面，得堆焊层厚度为6mm。本发明的有益效果是以钢板作为材料，通过钢板的制作的工装防变形的强度大于实际堆焊时的应力变形，来实现合金在堆焊封头时防变形。本发明解决了 HCrlMoR封头是Cr-Mo钢中较难焊接的材料进行堆焊时的难题。进行堆焊时，考虑焊前预热，焊后消氢处理时，同时着重考虑焊接变形；并解决在封头堆焊后校形的难度较大，且焊接变形存在变形的不确定性的问题，故本发明的工装和方法使HCrlMoR封头堆焊达到理想的效果， 防变形的效果好。
图1为本发明的安装示意2为本发明的底部的筋板示意3为堆焊流程图
图中1.底板 2.包板 3.筋板 4.加强圈。
具体实施例方式1.工装制作用20mm厚的低合金钢板制作加强环，箍在封头直边段的外侧，环的内径比封头实测外径大2mm，环的宽度100mm。环制作成HALF结构，之间用筋板和螺栓连接，加强环上部与封头直边段所留的余量间断焊接，下部与支撑封头的筋板点焊，支撑封头的筋板弧段与封头外形吻合；
2.基材表面按JB/T4730.4-2005进行100%磁粉检测，表面不得存在任何细微裂纹；
3.工装固定封头；
4.堆焊过渡层前对封头进行整体履带预热，预热温度>250°C ；外部包裹保温棉，且须用铁丝固定；
5.堆焊过渡层时，控制层间温度<200°C ；
6.过渡层堆焊后，在池之内若不能进行热处理，则先进行消氢处理，300-350°C保温封头筒体为lh，管板为3h，否则进行如下消除应力热处理(注各锻管过过渡层堆焊后，与封头，筒体，管板的消氢和焊后热处理方式一致)；
7.热处理
入炉温度200°C，加热区升温速度150°C /h。升温期间，炉内加热区内任意5000 mm长度内的温差彡120°C。保温期间，加热区内最高与最低温度之差<65°C。升温和保温期间应控制加热区气氛，防止焊件表面过度氧化。保温温度为660°C 士20°C，保温时间为lh。保温后降温速度150°C /h。设备出炉时，炉温300°C，出炉后应在静止空气中冷却；
8.热处理后，按JB/T4730.5-2005进行100%渗透检测，表面不得存在任何裂纹；按JB/ T4730. 3-2005进行堆焊层及其结合面的100%超声波检查，UT- II级合格；
9.机加堆层表面，得堆焊层厚度为6mm;
10.设备带极堆焊；每天预热，提前2小时上班预热。焊后消氢处理约1-3小时负责热处理；参见图3堆焊流程图。
权利要求
1.封头堆焊工装，其特征是用厚度大于封头材料的钢板作为底板，且略大于跟据实际封头的最大投影面积，沿实际封头的径向制作支撑封头弧面的竖直筋板，所有筋板等距离装配，安装在底板底板上，筋板周边用包板固定，在封头端口用厚度大于封头两倍以上钢板作环形箍，且与封头周边焊接。
2.根据权利要求权所述的封头堆焊工装，其特征是筋板之间最大间隔距离不大于200mm ο
3.封头堆焊的方法，其特征是用20mm厚的低合金钢板制作加强环，箍在封头直边段的外侧，环的内径比封头实测外径大2mm，环的宽度1 OOmm ；环制作成HALF结构，之间用筋板和螺栓连接，加强环上部与封头直边段所留的余量间断焊接，下部与支撑封头的筋板点焊，支撑封头的筋板弧段与封头外形吻合；用工装固定封头；堆焊过渡层前对封头进行整体预热，预热温度> 2500C ；外部包裹保温棉，且须用铁丝固定；然后堆焊过渡层，控制过渡层层间温度彡2000C ；过渡层堆焊后，在池之内若不能进行热处理，则先进行消氢处理，300-350°C保温封头筒体lh，管板为汕；否则进行如下消除应力热处理热处理入炉温度200°C，加热区升温速度150°C /h;升温期间，炉内加热区内任意5000 mm长度内的温差 ^ 120°C ；然后保温期间，加热区内最高与最低温度之差< 65°C ；升温和保温期间应控制加热区气氛，防止焊件表面过度氧化；保温温度为660°C 士20°C，保温时间为Ih ；保温后降温速度150°C /h ；设备出炉时，炉温300°C，出炉后应在静止空气中冷却；热处理后，进行100% 渗透检测，及堆焊层及其结合面的100%超声波检查；再机加堆层表面。
全文摘要
封头堆焊工装，用厚度大于封头材料的钢板作为底板，且略大于跟据实际封头的最大投影面积，沿实际封头的径向制作支撑封头弧面的竖直筋板，所有筋板等距离装配，安装在底板底板上，筋板周边用包板固定，在封头端口用厚度大于封头两倍以上钢板作环形箍，且与封头周边焊接。工装有两方面作用，一保证椭圆形状，二保证封头端口的圆度，故工装设计需从这两方面考虑。为保证端口形状端口处用厚环形板，为保证椭圆形状则工装的外形与椭圆形相似。因堆焊后需进行热处理，故热处理时工装需与封头同时入炉处理。
文档编号B23K37/04GK102248345SQ20111016962
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者李小芹, 李建勋, 梁淑帼, 魏康 申请人:南京德邦金属装备工程有限公司