一种电站锅炉用p92钢的埋弧自动焊焊接工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种电站锅炉用P92钢的埋弧自动焊焊接工艺，具体方法是：选用含C量为0.06～0.08wt.%；Co含量在0.9～2.0wt.%；其它元素的含量与母材相同的焊丝，直径选用2.4mm；焊接的具体方法如下：首先进行预热；待预热到200～250℃开始进行焊接，焊接速度匀速保持在13～22m/h；层间温度控制在300-350℃，超过350℃时停止焊接，待温度降低至350℃以下且不低于200℃时再继续焊接。因此，本发明具有如下优点：通过选择低碳和Co合金化的焊材，降低焊缝的裂纹敏感性和抑制δ-铁素体的形成，改善焊缝韧性。该工艺能提升层间温度的上限至350℃，从而大幅度地提高焊接效率。
【专利说明】—种电站锅炉用P92钢的埋弧自动焊焊接工艺
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种埋弧自动焊焊接工艺，尤其是涉及一种电站锅炉用P92钢的埋弧自动焊焊接工艺。
【背景技术】
[0003]P92钢是广泛用于超超临界锅炉主蒸汽管、集箱等厚壁管道的一种新型马氏体耐热钢。P92集箱主体焊接在制造厂完成，一般采用效率高和质量稳定的埋弧自动焊方法。但埋弧焊的热输入较焊条电弧焊大，而P92钢的导热性比低合金钢小，使焊接层间温度处于较高水平(连续施焊可达450°C以上)，若不加限制将恶化焊缝韧性，但层温限制的过低又不得不让焊接过程经常停顿，牺牲焊接效率并影响焊接质量。此外，P92焊缝在埋弧焊过程中容易出现热裂纹及黑线组织(S-铁素体)。有研究表明层间温度超过300°C时出现裂纹的几率明显增大(李振山，严正，柳志明，等，P91/P92钢管道工厂化预制焊接接头的无损检验与缺陷防治，2009)，目前层间温度一般被控制在280°C以内(毛敏，徐在林，张燕飞，等，超(超)临界机组P92钢焊接质量控制，2009)，但层间温度限制在280°C以下使焊接过程频繁停顿及单次停顿的时间明显延长，严重降低了生产效率。为此需制定合理的焊接工艺，在避免裂纹缺陷和保证接头性能的同时，充分发挥埋弧自动焊效率高的优势。
【发明内容】
[0004]本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种通过选择低碳和Co合金化的焊材，降低焊缝的裂纹敏感性和抑制S-铁素体的形成，改善焊缝韧性。该工艺能提升层间温度的上限至350°C，从而大幅度地提高焊接效率的一种电站锅炉用P92钢的埋弧自动焊焊接工艺。
[0005]本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
一种电站锅炉用P92钢的埋弧自动焊焊接工艺，其特征在于，具体方法是:选用含C量为0.06~0.08 wt.% ；以Co部分替代Ni且Co含量在0.9~2.0wt.% ;其它元素的含量与母材相同的焊丝，且焊丝直径选用2.4mm、或3.2mm、或4.0mm、或5.0mm ;焊接的具体方法如下:
首先进行预热，同时，焊接电流保持在370~390A，焊接电压保持在30~36V ;待预热到200~250°C开始进行焊接，焊接电流、焊接电压均保持所述状态，焊接速度匀速保持在13~22m/h ;层间温度控制在300-350°C，超过350°C时停止焊接，待温度降低至350°C以下且不低于200°C时再继续焊接。
[0006]在上述的一种电站锅炉用P92钢的埋弧自动焊焊接工艺，选用含C量为
0.077wt.% ;以Co部分替代Ni且Co含量为0.90wt.% ;其它元素的含量与母材相同的焊丝，且焊丝直径为2.4mm。[0007]在上述的一种电站锅炉用P92钢的埋弧自动焊焊接工艺，焊接步骤中，首先进行预热，同时，焊接电流保持在380A，焊接电压保持在32V ;待预热达到200°C开始进行焊接，焊接电流、焊接电压均保持所述状态，焊接速度匀速保持在20m/h ;层间温度控制在320°C，超过350°C时停止焊接，待温度降低至320°C时再继续焊接。
[0008]因此，本发明具有如下优点:通过选择低碳和Co合金化的焊材，降低焊缝的裂纹敏感性和抑制S-铁素体的形成，改善焊缝韧性。该工艺能提升层间温度的上限至350°C，从而大幅度地提闻焊接效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]附图1是本发明埋弧焊焊接工艺和现有埋弧焊焊接工艺所得P92焊缝室温冲击功的比较。
【具体实施方式】
[0010]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0011]实施例:
一、本发明的工艺原理是基于如下考虑:
(1)P92埋弧焊焊缝的热裂纹倾向大，韧性偏低，主要是由于焊接材料选择不当所致。目前一般选择的是成分与P92钢成分相当的焊丝，典型牌号如9CrWV和Thermanit MTS616埋弧焊焊丝等。这类焊丝的含C量较高(典型值为0.1lwt.%)，同时添加约0.5-0.8 wt.%的Ni元素抑制δ-铁素体的形成。其弊端在于焊丝较高的含C量增大了焊缝的热裂纹敏感性，在高层温时Ni的加入量显得不足导致焊缝易于形成δ -铁素体，但继续提高焊丝Ni的加入量又使AaS分降低，影响焊后热处理温度的选择。本发明选择选择C含量较低，且以Co部分替代Ni进行奥氏体化的焊丝。降低C含量，可以减小热裂纹倾向，但C含量不能太低，以免降低焊缝的蠕变强度，建议控制在0.06?0.08 wt.% ；以Co部分替代Ni在有效抑制S -铁素体形成的同时，还可以避免Aa的降低，同时改善焊缝的韧性和高温蠕变性能，由于Co的奥氏体化能力只有Ni的60%，其含量控制在0.9?2.0wt.%。
[0012](2)选择C含量较低，且以Co部分替代Ni进行奥氏体化的焊丝，由于提高了抗裂性和增强了奥氏体化能力，可在较高的层间温度下焊接，从而提高焊接效率。我们通过层间温度优化试验，得到合理的层间温度范围为300-350°C。层间温度继续提高，虽然焊缝也没有出现裂纹和S -铁素体，但焊缝晶粒明显粗化，韧性降低比较明显。
[0013]二、具体方法是:
I)选用含C量为0.077wt.% ;以Co部分替代Ni且Co含量为0.90wt.% ;其它元素的含量与母材相同的焊丝。
[0014]2)首先进行预热；待预热达到200°C开始进行焊接；层间温度控制在320°C，超过350°C时停止焊接，待温度降低至320°C时再继续焊接。
[0015]3)为避免层间温度上升的过快，适当减小焊接热输入，因此选择直径为2.4mm的焊丝，焊接参数列于表I。
[0016]表I埋弧自动焊焊接工艺参数
【权利要求】
1.一种电站锅炉用P92钢的埋弧自动焊焊接工艺，其特征在于，具体方法是:选用含C量为0.06?0.08 wt.% ；以Co部分替代Ni且Co含量在0.9?2.0wt.% ;其它元素的含量与母材相同的焊丝，且焊丝直径选用2.4mm、或3.2mm、或4.0mm、或5.0mm ;焊接的具体方法如下: 首先进行预热，同时，焊接电流保持在370?390A，焊接电压保持在30?36V ;待预热到200?250°C开始进行焊接，焊接电流、焊接电压均保持所述状态，焊接速度匀速保持在13?22m/h ;层间温度控制在300-350°C，超过350°C时停止焊接，待温度降低至350°C以下且不低于200°C时再继续焊接。
2.根据权利要求1所述的一种电站锅炉用P92钢的埋弧自动焊焊接工艺，其特征在于，选用含C量为0.077wt.% ；以Co部分替代Ni且Co含量为0.90wt.% ;其它元素的含量与母材相同的焊丝，且焊丝直径为2.4mm。
3.根据权利要求2所述的一种电站锅炉用P92钢的埋弧自动焊焊接工艺，其特征在于，焊接步骤中，首先进行预热，同时，焊接电流保持在380A，焊接电压保持在32V ;待预热达到200°C开始进行焊接，焊接电流、焊接电压均保持所述状态，焊接速度匀速保持在20m/h ;层间温度控制在320°C，超过350°C时停止焊接，待温度降低至320°C时再继续焊接。
【文档编号】B23K35/24GK103978294SQ201410257174
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】王学, 潘乾刚, 曾会强, 刘洪 , 刘洪伟, 杨建明 申请人:东方电气集团东方锅炉股份有限公司