T91/t92和hr3c异种钢的焊接方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及T91/T92和HR3C异种钢的焊接方法。
【背景技术】
[0002] 2014年9月份，国家发改委、环保部和国家能源局三部委联合下发《煤电节能减排 升级与改造行动计划（2014-2020年）》。要求新建燃煤发电项目采用60万千瓦及以上的超 超临界机组。国内已经投产及在建的超超临界百万机组上百台，更高参数的新型高效机组 计划建设和已经在建的也有数十台，上述机组均选用了 T22、T91、T92、TP347H、Super304H、 HR3C等新型耐热钢材料，然而机组参数的提高意味着材料需要耐受更高温度以及更大压 力。因此，在超超临界机组锅炉的制造、安装及检修过程中，超超临界机组锅炉用新型耐热 材料的焊接技术成为是否能够尚效运彳丁超超临界机组的核心关键技术。
[0003] 目前，我国的超临界、超超临界机组中异种钢焊接接头普遍存在，可分为两类：奥 氏体钢与铁素体钢（A/F)焊接接头和铁素体钢与铁素体钢（F/F)焊接接头。由于材料品种 多，异种钢接头存在多种多样不同的组合形式，使新材料异种钢焊接问题复杂化、多元化， T91/T92和HR3C异种钢焊接是其中典型代表性。现有的焊接技术获得的异种钢焊接接头主 要存在抗拉伸性能、抗冲击性能、抗弯曲性能和布氏硬度较低的缺陷，从而导致焊接接头出 现焊接裂纹和时效脆化等问题。
[0004] 因此，目前市场上亟需找到一种针对焊接T91/T92和HR3C异种钢焊接操作工艺简 单、焊后产品的操作窗口宽泛、焊接质量高且焊接接头能够同时具有抗拉伸性能、抗冲击性 能和抗弯曲性能强的优点的焊接方法，以有效降低T91/T92和HR3C异种钢焊接接头早期失 效的倾向，保证机组安全运行，使得T91/T92和HR3C异种钢能够在超临界、超超临界机组中 得到广泛的推广应用。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供T91/T92和HR3C异种钢的焊接方法，本发明的焊接方法操作 工艺简单且焊接质量高，采用本发明焊接方法获得的T91/T92与HR3C异种钢焊接接头的抗 拉伸性能、抗冲击性能和抗弯曲性能均得到显著的增强，且其布氏硬度符合DL/T 752-2001 和DL 869-2004等的相关要求，从而使得焊接得到的T91/T92和HR3C异种钢能够在超临 界、超超临界机组中得到广泛的推广应用。
[0006] 本发明提供一种T91/T92和HR3C异种钢的焊接方法，该焊接方法包括以下步骤：
[0007] (1)将待焊接的T91/T92和HR3C异种钢母材进行预热；
[0008] (2)将经预热后的所述T91/T92和HR3C异种钢母材进行多层焊接，所述多层焊接 依次包括打底层焊接、填充层焊接和盖面层焊接，且层间温度为150-200°C，其中，
[0009] 所述打底层焊接的条件包括：焊接电流为80-90A，焊接电压为10-14V，焊接速度 为30-40mm/min ;所述填充层焊接的条件包括：焊接电流为90-100A，焊接电压为10-14V， 焊接速度为40-50mm/min ;所述盖面层焊接的条件包括：焊接电流为90-100A，焊接电压为 10-14V，焊接速度为 4〇-50mm/min ；
[0010] (3)将经焊接后得到的T91/T92和HR3C异种钢焊接接头进行焊后热处理。
[0011] 通过上述技术方案得到的焊接后的T91/T92和HR3C异种钢焊接接头的抗拉伸性 能、抗冲击性能和抗弯曲性能均得到显著的增强，且其布氏硬度符合DL/T 752-2001和DL 869-2004等的相关要求，从而使得T91/T92和HR3C异种钢能够在超临界、超超临界机组中 得到广泛的推广应用。具体地，T91/T92和HR3C异种钢焊接接头的抗拉强度R mV可以达到 645MPa以上、抗延伸强度Ra2pV可以达到370MPa以上以及延伸率可以达到20%以上；T91/ T92母材侧热影响区冲击功Akv可以达到250J以上以及HR3C母材侧热影响区冲击功Akv 可以达到IlOJ以上、焊缝冲击功Akv可以达到175J以上；T91/T92和HR3C母材侧热影响 区布氏硬度分别为210-230HB和205-214HB，焊缝布氏硬度，185-210HB。
[0012] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0013] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0014] 本发明提供一种T91/T92和HR3C异种钢的焊接方法，该焊接方法包括以下步骤：
[0015] (1)将待焊接的T91/T92和HR3C异种钢母材进行预热；
[0016] (2)将经预热后的所述T91/T92和HR3C异种钢母材进行多层焊接，所述多层焊接 依次包括打底层焊接、填充层焊接和盖面层焊接，且层间温度为150-200°C，其中，所述打底 层焊接的条件包括：焊接电流为80-90A，焊接电压为10-14V，焊接速度为30-40mm/min ;所 述填充层焊接的条件包括：焊接电流为90-100A，焊接电压为10-14V，焊接速度为40-50mm/ min;所述盖面层焊接的条件包括：焊接电流为90-100A，焊接电压为10-14V，焊接速度为 4〇-50mm/min ；
[0017] (3)将经焊接后得到的T91/T92和HR3C异种钢焊接接头进行焊后热处理。
[0018] 根据本发明的焊接方法，优选情况下，在步骤⑴中，所述预热的温度为 200-300°C，更优选为220-280°C。本发明对预热T91/T92和HR3C异种钢母材的预热区域没 有特别的限定，优选预热区域为距离待焊接的T91/T92和HR3C异种钢母材的端点为5-10mm 的区域。
[0019] 在本发明的焊接方法中，用于所述预热的方法可以有多种，本领域技术人员可以 根据常规使用的加热方法进行预热，例如可以采用电加热法和/或火焰加热法。本发明优 选将待焊接在一起的T91/T92和HR3C异种钢母材加热至稍高于上述预热温度30-60°C范围 内，然后再将该钢管母材冷却至200-300°C，这样使得预热的温度更均匀，更有利于形成抗 拉伸性能、抗冲击性能、抗弯曲性能和布氏硬度均大幅度增强的异种钢焊接接头。
[0020] 根据本发明的焊接方法，优选情况下，在步骤（2)中，所述多层焊接使用的焊条型 号为ERNiCr-3、NiCrFe-3和T-HR3C中的至少一种；更优选情况下，所述多层焊接使用的焊 条型号为ERNiCr-3。采用本发明上述焊条进行多层焊接，能够使焊接部位熔化的异种钢母 材和熔敷金属（焊缝中熔化的焊条部分）形成连续的固溶体，即异种钢母材以及焊条这几 种材料熔化后能够形成连续的固溶体。这样，可以防止金属间化合物的产生和防止固溶体 的剩余成分的析出，从而改善焊接接头的焊接性能。
[0021] 在本发明的焊接方法中，对所述多层焊接中的打底层焊接、填充层焊接和盖面层 焊接使用的焊条直径没有特别的要求，本领域技术人员可以根据实际需要在本领域常规使 用的各种范围内进行选择，优选地，所述多层焊接使用的焊条直径为φ 1. 6_-Φ2. 4_。
[0022] 根据本发明的焊接方法，在步骤（2)中，在焊接部位进行多层焊接过程中，将层间 温度控制在150-200°C的范围内，如此可以降低持续的热输入，减少高温停留时间，改善熔 池结晶状态。
[0023] 本发明所述层间