一种新型异种钢焊接接头结构的制作方法

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本实用新型涉及电站设备技术领域，尤其涉及一种新型异种钢焊接接头结构。


背景技术：

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电站设备用金属材料种类繁多，主要分为奥氏体耐热钢和非奥氏体耐热钢，非奥氏体耐热钢包括珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢和双相钢。为满足电站设备的性能和成本需要，在电站设备中采用了大量的奥氏体耐热钢与非奥氏体耐热钢的异种钢焊接结构。
[0003]
运行实践表明此类异种钢焊接接头在早期服役中经常开裂，远低于设计寿命，这种起于焊趾附近区域的开裂成因复杂，包括焊缝合金成分的稀释、碳迁移产生脱碳层、蠕变强度不匹配、热膨胀系数差别大、运行状态下热应力大等因素，以上问题是异种钢接头焊接无法避免的。奥氏体耐热钢和非奥氏体耐热钢异种钢焊接接头的早期失效起裂位置位于非奥氏体耐热钢侧的焊趾附近区域，说明该焊趾附近区域是这种焊接接头的最薄弱区域，在该处最先形成裂纹尖端，然后裂纹扩展直至失效。
[0004]
为此，我们提出了一种新型异种钢焊接接头结构。


技术实现要素：

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本实用新型提供了一种新型异种钢焊接接头结构，目的在于对异型钢焊趾附近区域进行有效保护，减少因异种钢焊口早期失效造成的经济损失。
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为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型是通过以下技术方案实现：
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一种新型异种钢焊接接头结构，包括奥氏体耐热钢以及非奥氏体耐热钢，所述奥氏体耐热钢和非奥氏体耐热钢一端均设置有焊接坡口，两个所述焊接坡口之间焊接填充有对接焊缝，所述对接焊缝表面与非奥氏体耐热钢交界处向两侧堆焊铺设有焊趾保护层。
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优选地，上述新型异种钢焊接接头结构中，所述对接焊缝顶端到奥氏体耐热钢以及非奥氏体耐热钢上表面之间地距离为0～1.5mm。
[0009]
基于上述技术特征，对接焊缝的余高控制在合理的范围内，可有效减少焊趾位置的应力集中程度。
[0010]
优选地，上述新型异种钢焊接接头结构中，所述焊趾保护层采用镍基合金。
[0011]
基于上述技术特征，镍基合金具有足够高的高温强度与抗氧化腐蚀能力，通过设置焊趾保护层为镍基合金，保证了焊趾保护层对焊趾的有效保护。
[0012]
优选地，上述新型异种钢焊接接头结构中，位于所述对接焊缝表面与非奥氏体耐热钢交界处两侧的焊趾保护层宽度均不小于10mm，且所述焊趾保护层厚度为0.8mm～2mm。
[0013]
基于上述技术特征，对接焊缝表面与非奥氏体耐热钢交界处形成焊趾，通过向焊趾两侧堆焊一层具有一定宽度及厚度的焊趾保护层，在保证有效的保护的同时，避免材料的过度浪费。
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本实用新型的有益效果是：
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本实用新型结构设计简单合理，通过在非奥氏体耐热钢侧焊趾附近区域堆焊一层
定宽度及厚度的材料为镍基合金的焊趾保护层，实现了对焊趾薄弱区域的补强，避免了焊趾附近区域起裂，从而延后或彻底避免了奥氏体耐热钢与非奥氏体耐热钢的异种钢焊接早期开裂失效的问题，保障了电站设备的安全稳定运行，保障了电站设备工作人员的生命安全，减少了因异种钢焊口早期失效造成的经济损失，实用性强。
附图说明
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为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
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图1为本实用新型的整体结构示意图。
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附图中，各标号所代表的部件列表如下：
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1-奥氏体耐热钢；2-非奥氏体耐热钢；3-焊接坡口；4-对接焊缝；5-焊趾保护层。
具体实施方式
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下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0021]
请参阅图1所示，本实施例为一种新型异种钢焊接接头结构，包括奥氏体耐热钢1以及非奥氏体耐热钢2，奥氏体耐热钢1和非奥氏体耐热钢2一端均设置有焊接坡口3，两个焊接坡口3之间焊接填充有对接焊缝4，对接焊缝4表面与非奥氏体耐热钢2交界处向两侧堆焊铺设有焊趾保护层5，焊趾保护层5采用镍基合金，镍基合金具有足够高的高温强度与抗氧化腐蚀能力，通过设置焊趾保护层5为镍基合金，保证了焊趾保护层5对焊趾的有效保护，位于对接焊缝4表面与非奥氏体耐热钢2交界处两侧的焊趾保护层5宽度均不小于10mm，且焊趾保护层5厚度为0.8mm～8mm，对接焊缝4表面与非奥氏体耐热钢2交界处形成焊趾，通过向焊趾两侧堆焊一层具有一定宽度及厚度的焊趾保护层5，在保证有效的保护的同时，避免材料的过度浪费，对接焊缝4顶端到奥氏体耐热钢1以及非奥氏体耐热钢2上表面之间地距离为0～1.5mm，对接焊缝4的余高控制在合理的范围内，可有效减少焊趾位置的应力集中程度。
[0022]
本实用新型的一种具体实施，在使用时，人们首先对奥氏体耐热钢1和非奥氏体耐热钢2进行焊接，在奥氏体耐热钢1和非奥氏体耐热钢2焊接完成后，其对接焊缝4表面与非奥氏体耐热钢2交界处形成焊趾，人们然后以非奥氏体耐热钢2侧焊趾为中心向两侧堆焊一层具有定宽度及厚度的焊趾保护层5，对焊趾薄弱区域进行补强，最后根据非奥氏体耐热钢2的材料的要求进行焊后热处理，确保整个异种钢焊接结构的焊接符合相关标准的要求。
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本实用新型结构设计简单合理，避免了焊趾附近区域起裂，从而延后或彻底避免了奥氏体耐热钢与非奥氏体耐热钢的异种钢焊接早期开裂失效的问题，保障了电站设备的安全稳定运行，保障了电站设备工作人员的生命安全，减少了因异种钢焊口早期失效造成的经济损失，实用性强。
[0024]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0025]
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。