一种T91钢焊接工艺的制作方法

文档序号:11227010阅读:1958来源:国知局
一种T91钢焊接工艺的制造方法与工艺

本发明涉及电站设备安装技术领域,是针对小口径薄壁管t91钢焊接工艺。



背景技术:

为了降低发电成本、改善生态环境、节约一次能源,国家加快了建设大容量高参数机组(特别是超临界机组)的步伐。这些机组的高温再热器、高温过热器和屏式过热器等系统管排均大量采用t91钢。由于t91钢的焊接难度大、工艺要求严格。目前的t91钢焊接接头的性能还不够理想,对产品质量影响较大,焊接技术有待进一步改进。因此,采用科学合理的先进的焊接工艺来获得性能优异的t91钢接头就显得尤为重要。

现有技术中,申请号为201110427684.x的中国发明专利申请公开了一种p92/t92钢管的焊接工艺及加热装置,该焊接工艺包括开坡口、加热、采用氩弧焊打底焊至少焊接二层,在焊接时在钢管内充氩气对钢管内比进行保护、手工电弧焊、保温、焊后热处理等工艺,同时配合专用加热装置,申请号为201210379322.2的中国发明专利公开了一种镍基合金的钨极氩弧焊焊接方法,包括:(一)焊材选取;(二)焊前准备,坡口制备;(三)焊接,采用多层多道焊接的方式,控制焊接层间温度不超过150℃;并设定了具体的焊接工艺参数;(四)焊后检验。申请号为201110402786.6发明公开了一种珠光体耐热钢与奥氏体耐热钢钢管的钨极氩弧焊焊接工艺,通过采用高合金的焊接材料,严格执行焊接工艺,减少热输入,控制焊逢的熔合比实现的,其焊接工艺为:1.焊接方法、焊接材料及焊缝坡口形式的选择;2.焊前准备:坡口的清理、准备并安装充氩装置、焊前预热;3.层间温度的控制;4.焊接工艺参数的制定;5.检测:外观检查及无损检测、力学性能试验、焊接接头的金相组织检验。采用以上现有技术,均难以获得性能优异的t91钢焊接接头。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是,提供一种能获得性能优异的t91钢焊接接头的t91钢焊接工艺,适用于壁厚小于10mm的小口径薄壁管t91钢焊接接头。

本发明的目的可通过以下技术方案来实现:一种t91钢焊接工艺,包括:焊前准备的步骤、焊前预热的步骤、采用手工钨极氩弧焊进行焊接的步骤、焊后热处理的步骤;所述焊前准备步骤包括:设置管道内充氩装置的分步骤;所述采用手工钨极氩弧焊进行焊接的步骤包括:向管道内充入氩气对焊缝背面进行充氩保护的分步骤。

所述焊前准备步骤具体包括:

(1)制备坡口:对母材管采用机械加工方法进行坡口的制备;

(2)坡口打磨:对坡口表面及坡口附近的母材管内壁和外壁进行清理;

(3)对口工作:将制备打磨好坡口的两根母材管对接,两根母材管之间形成焊缝,进行对口点固焊,使两根母材管组对固定成管道;

(4)防风挡雨:提前搭设好防风挡雨设施;

(5)设置管道内充氩装置,用于对焊缝背面进行充氩保护:将管道两端管口用水溶纸密封,其中一端设置好进氩气孔,另一端为全封闭端;用水溶纸绕管道焊缝处外圆周将焊缝密封,密封焊缝时预留间隙便于空气溢出。

所述焊前预热的步骤包括:

(1)采用火热加热,每侧加热宽度不少于焊件厚度的3倍,且不小于100mm;

(2)预热温度为100-150℃,并用远红外测温枪进行监控;

(3)施焊过程中,如果焊接中断,再次焊接前进行预热;

所述采用手工钨极氩弧焊进行焊接的步骤包括:

(1)选择焊接材料:焊接材料采用奥林康焊丝;

(2)打底焊接:打底焊接包括第一层焊接;在预热温度达到要求后,通过进氩气孔向管道内充入氩气对焊缝背面进行充氩保护,开始进行氩弧焊打底焊接;电极为铈钨极φ2.5;氩弧焊氩气流量为8-12l/min,对焊缝背面进行充氩保护氩气流量为8-10l/min;焊接电流为90-110a;焊接电压为10-14v;

(3)盖面层焊接:对打底焊接进行检查,检查完成后进行盖面层焊接,盖面层焊接采用的焊丝、氩弧焊氩气流量、对焊缝背面进行充氩保护氩气流量、焊接电压都与打底焊接相同,焊接电流为90-110a;

打底焊接层厚度不小于3mm,盖面层焊接的厚度小于或等于3mm;单层宽度不大于9.6mm;焊接中收弧时将熔池填满;

所述焊后热处理的步骤包括:按150℃/h的升温速度将焊接接头升温至750~770℃;接着在760℃左右下恒温1小时;在恒温1小时后,按150℃/h的降温速度将焊接接头降温至300℃以下,然后让焊接接头在空气中自由冷却至室温。

焊后热处理时的管道保温宽度从焊缝中心起往两侧算每侧各100mm;焊后热处理时,焊接接头的任意两点间温差小于20℃。

所述t91钢为壁厚小于10mm的t91钢。

本发明t91钢焊接工艺通过对焊缝背面进行充氩保护,进行焊前预热,采用奥林康焊材、采用合理的焊接工艺参数,控制焊缝层间温度、焊缝厚度和宽度,进行焊后热处理等措施,能很好的确保获得性能优异的t91钢焊接接头,从而提高产品质量。本发明方法特别适用于壁厚小于10mm的小口径薄壁管t91钢焊接接头的焊接。

附图说明

图1为本发明中的坡口示意图;

图2为本发明中的管道内充氩装置示意图;

图中:1、进氩气孔,2、母材管一,3、对接口,4、母材管二,5、全封闭端。

具体实施方式

一种t91钢焊接工艺,适应于壁厚小于10mm的小口径薄壁管t91钢焊接接头,对焊口进行焊前预热,采用全氩弧焊接,焊后及时进行热处理。其焊接工艺具体步骤如下:(1)焊前准备;(2)焊前预热;(3)手工钨极氩弧焊焊接,手工钨极氩弧焊焊接是打底焊接、填充、盖面焊接均采用手工钨极氩弧焊,手工钨极氩弧焊焊接采用的焊丝为奥林康焊丝:oe-crmo91/φ2.4;(4)焊后热处理。本发明对t91钢焊接工艺进行了严密详细的设计,为小口径薄壁管t91钢的焊接工作提供了标准化、规范性的工艺操作守则。

下面对本发明t91钢焊接工艺作进一步描述。

t91钢焊接工艺按照下列步骤进行操作:

一、焊前准备

1.1制备坡口:坡口的制备以机械加工方法进行,不得使用火焰切割切制坡口。坡口为v形坡口,按照预先规定的尺寸要求进行坡口制作和对口工作,如图1所示(单位:mm);

1.2坡口打磨:焊件(管道)在组装前将坡口表面及母材上(内、外壁)坡口附近的油、漆、垢、锈等清理干净,清理范围为:对接接头坡口中心两侧,每侧各为10~15mm;

1.3对口点固焊:将制备打磨好坡口的两根母材管(母材管一2、母材管二4)对接,两根母材管之间(对接口3处)形成焊缝,进行对口点固焊,使两根母材管组对固定成管道;点固焊的焊丝、焊接工艺与手工钨极氩弧焊打底焊接时相同;

1.4防风挡雨:根据天气情况提前搭设好可靠的防风挡雨设施,必须保证没有风及雨水的影响;

1.5设置管道内充氩装置,用于对焊缝背面进行充氩保护:将管道两端用水溶纸密封,其中一端留一个进氩气孔1,另一端为全封闭端5。用水溶纸绕管道焊缝处外圆周将组对固定好的焊缝密封,焊缝密封处上端留少许间隙便于空气溢出;水溶纸是耐高温水溶纸。如图2所示。

二、焊前预热

2.1采用火热加热,每侧加热宽度不少于焊件厚度的3倍,且不得小于100mm;

2.2预热温度为100-150℃,并用远红外测温枪进行监控;

2.3施焊过程中,t91钢层间温度应不低于规定的预热温度的下限,且不高于300℃,如中断焊接,再次焊接前必须预热。

三、焊接

3.1焊接材料:采用奥林康焊丝oe-crmo91/φ2.4;

3.2打底焊接,即第一层焊接:在预热温度达到要求后,通过进氩气孔向管道内充入氩气对焊缝背面进行充氩保护(根据需要也可在设置好管道内充氩装置之后开始充入氩气对焊缝背面进行充氩保护),开始进行氩弧焊打底焊接。焊丝为oe-crmo91/φ2.4的奥林康焊丝;电极为铈钨极φ2.5;氩弧焊氩气流量为8-12l/min,背面保护(即对焊缝背面进行充氩保护)氩气流量为8-10l/min;焊接电流为90-110a;焊接电压为10-14v。

3.3盖面层(第二层)焊接:对打底焊接进行检查,检查完成后进行盖面层焊接,盖面层焊接采用的焊丝、氩弧焊氩气流量、对焊缝背面进行充氩保护氩气流量、焊接电压都与打底焊接相同,焊接电流为90-110a。

具体的工艺参数见下表:(以φ42×5mm的t91钢焊接接头为例)

3.4氩弧焊打底的焊层厚度不得小于3mm,盖面层的焊层厚度应该控制在3mm以内;单层焊缝的宽度不得大于9.6mm。

3.5施焊中应特别注意接头、起弧、收弧处的焊接的质量,保证熔合良好,收弧时应将熔池填满。

焊接完成后,焊接部分形成焊接接头。

四、焊后热处理:

4.1焊接完成并自检合格后应及时进行焊后热处理。

4.2按150℃/h的升温速度将焊接接头升温至750~770℃;接着在760℃左右恒温1小时;在恒温1小时后,按150℃/h的降温速度将焊接接头降温至300℃以下,然后可以让焊接接头在空气中自由冷却至室温。

4.3热处理时的保温宽度从焊缝中心起算每侧为100mm。

4.4焊后热处理时,并保证在焊后热处理过程中,焊接接头的任意两点间温差小于20℃。

本发明焊接工艺通过对焊缝背面进行充氩保护,进行焊前预热,采用奥林康焊材、采用合理的焊接工艺参数,控制焊缝层间温度、焊缝厚度和宽度,进行焊后热处理等措施能很好的确保获得性能优异的t91钢焊接接头,特别适用于壁厚小于10mm的小口径薄壁管t91钢焊接接头。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围之内。

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