本发明涉及一种焊接工艺方法，尤其是一种P92耐热钢的组合焊接工艺方法，属于焊接的技术领域。
背景技术：
P92钢由于其良好的抗腐蚀性能以及非常高的高温蠕变断裂强度,被普遍应用于国内众多的百万千瓦机组中。作为一种在超超临界机组中起着重大作用的新型钢材,P92钢的焊接工艺也必然成为需要重点研究的课题。现有技术中，专利号为ZL200610051883.4的发明专利公开了一种焊接P92钢的工艺方法，该专利方法在焊接所有底层、填充层和盖面层时均采用GMAW焊接方法，但只采用这一种焊接方法焊接出来的P92钢焊缝质量不稳定，且焊接效率不高。
技术实现要素：
本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提出一种可以有效提高焊缝质量，且提升焊接效率的一种P92耐热钢的组合焊接工艺方法。
为了达到以上目的，本发明的P92耐热钢的组合焊接工艺方法包括：
焊前准备
(1)准备坡口，清除坡口及其内外两侧表面20mm范围内的油、锈及其他污物至露出金属光泽；
(2)检查电、气路是否畅通，焊接设备及GTAW打底背面充氩装置附件状态是否良好；
(3)采用远红外履带式加热器进行预热和层、道间的温度维持；
焊接
(1)首先利用GTAW焊接电弧稳定，热量集中，控制性好，质量优的特点，采用手工钨极氩弧焊GTAW打第1底层及第2层填充层，焊丝ER90S-G/Φ2.4×1000mm焊接；
(2)其次利用操作方便、熔敷系数高的GMAW焊接方法进行其余填充层及盖面层的焊接；
焊后热处理
(1)焊件冷却至80℃~100℃并保温1~2小时后进行消应力热处理；
(2)P92焊口的热处理为焊后高温消除应力热处理，采用远红外电加热法或电磁感应加热法；
(3)焊件升温至300℃后，加热区升温速度不应超过5500/δpwht℃/h,且不应超过220℃/h，最小不低于55℃/h;
(4)升温到760℃时，恒温2小时，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;
(5)焊件温度高于300℃时，加热区降温速度不应超过7000/δpwht℃/h，且不应超过280℃/h，最小不低于55℃/h;
(6)在300℃以下时降温速度可以不计，但应在静止的空气中冷却。
本专利的进一步改进之处在于焊接采用的母材P92钢的厚度为20mm。
本专利的工艺方法首先利用GTAW的电弧稳定，热量集中，控制性好，质量优的特点，进行打第1底层和第2层填充层的焊接，再利用操作方便、熔敷系数高的GMAW焊接方法进行其余填充层及盖面层的焊接，焊接时采用多层多道薄焊层、低热输入、快速焊接和焊接接头错开等工艺，焊后焊件冷却至80℃~100℃,并保温1~2小时后进行消应力热处理等措施，这就使得采用本专利的工艺方法焊接出的焊缝质量明显提升，且焊接效率也得到明显提高。
附图说明
图1为本发明坡口及焊接示意图。
具体实施方式
本实施例的P92耐热钢的组合焊接工艺方法包括：
焊前准备
(1)准备坡口10，清除坡口10及其内外两侧表面20mm范围内的油、锈及其他污物至露出金属光泽；
(2)检查电、气路是否畅通，焊接设备及GTAW打底背面充氩装置附件状态是否良好；
(3)采用远红外履带式加热器进行预热和层、道间的温度维持；
焊接
(1)首先利用氩弧焊打第1底层1焊接前先检验坡口温度是否大于150℃，打开底层充氩装置完全置换空气，背面氩保护气体流量应控制在20～25L/min,氩弧焊枪的氩气流量应保持在12～15L/min,焊接时钨极端部离焊件距离2mm左右，焊丝要顺着坡口沿着管子的切点送到熔池的前端，利用熔池的高温将焊丝熔化，电弧引燃后，在坡口10一端预热，待金属熔化后立即送第一滴焊丝熔化金属，然后电弧摆到坡口的另一端，给送第2滴焊丝熔化金属，使两滴铁水连接形成焊缝的根基，然后电弧作横向摆动，两边稍作停顿，焊丝均匀地、断续地送进熔池并逐渐向前焊接，使熔孔应保持深入坡口每侧 0.5mm～1mm左右，焊接过程中焊丝不能与钨极接触或直接深入电弧的弧柱区，否则易造成焊缝夹钨或破坏电弧稳定，焊丝端部不得抽离氩气保护区以避免氧化，影响质量，钨极与焊缝的轴心保持85°左右角度，这样能够更好地控制熔池的大小，而且可以使喷嘴均匀地保护熔池不被氧化 ，氩弧焊熄弧后，应适当延时(5～10)s熄气，保护尚未冷却的熔池及钨极，降低焊缝表面的氧化程度；
(2)为防止熔化极气体保护焊填充焊接时可能出现的击穿现象及第1底层1氧化，利用氩弧焊进行打第1底层1焊接后的第2层填充层2，用装配钢丝球的砂轮磨光机进行打第1底层内表面清理，并用红外线测温仪或测温笔检验坡口温度是否在150℃~200℃之间，保持背面氩气流量在15～20L/min,氩弧焊枪的氩气流量在12～15L/min,焊接时应注意坡口两侧的停留与熔化情况，保证熔池自然均匀过渡，两侧熔合良好，并尽量的一次性焊接完成；
(3)清理和修整氩弧焊填充层焊道氧化物及可能存在的局部凸起的接头等；
(4)检验坡口10温度应在150℃~200℃之间；
(5)打开充氩装置，保持背面氩气流量在15～18L/min,以防止GMAW填充焊的热输入造成焊缝背面的氧化;打开气保焊机气体检测按钮，调节氩混合气体流量到15～20 L/min,然后复位到焊接键状态，在引弧板上起弧并过渡到坡口焊缝区进行正常焊接，采用锯齿形或月牙形摆动方法，摆动熔池到坡口两侧，稍作停顿，中间过渡稍快，以防焊缝与母材交界处产生夹角，焊接速度均匀一致，注意观察熔池，保持填充焊道的平整，填充时，要注意坡口边缘不要被电弧擦伤,以利于盖面层8的焊接；
(6)第3层填充层焊接完成后，关闭背面充氩装置，清除填充层表面焊渣，修整局部凸起的接头，检验焊缝坡口侧温度在150℃~200℃之间；
(7)继续第4-5层后续填充层的焊接；
(8)第6、7道填充层的焊脚高度应低于母材表面1.5mm～2.0mm,不得熔化坡口棱边；
(9)继续第8层盖面层8的焊接，最终完成焊接；
焊后热处理
(1)焊件冷却至80℃~100℃并保温1~2小时后进行消应力热处理；
(2)P92焊口的热处理为焊后高温消除应力热处理，采用远红外电加热法或电磁感应加热法；
(3)焊件升温至300℃后，加热区升温速度不应超过5500/δpwht℃/h,且不应超过220℃/h，最小不低于55℃/h;
(4)升温到760℃时，恒温2小时，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;
(5)焊件温度高于300℃时，加热区降温速度不应超过7000/δpwht℃/h，且不应超过280℃/h，最小不低于55℃/h;
(6)在300℃以下时降温速度可以不计，但应在静止的空气中冷却。
本专利的进一步改进之处在于所述坡口10为倒梯形，起弧处间隙3mm，另一端收弧处间隙4mm，钝边小于1.5mm,坡口角度50°+5°，如图1所示。
本专利的进一步改进之处在于所述准备坡口10时的装配错边量≤0.5mm。
本专利的进一步改进之处在于第1-3层填充层为逐层覆盖，第4-7层采用错开焊接的焊接方法，填充层为逐层部分覆盖，第8层盖面层8为可以覆盖第6、7层填充层，焊接时，两端设置同材质、同厚度的引弧板，所用焊接材料、工艺、焊工和预热温度与正常焊接焊缝时相同。
本专利的进一步改进之处在于所述第8层盖面层8的焊接时坡口两侧温度范围、氩混合气体的流量同于氩弧焊填充层，焊丝摆动幅度适当加大,使两侧坡口棱边各熔化0.5mm～1mm,在坡口两侧稍作停留,以防止咬边，摆动幅度和频率要相适应,保证焊缝的表面尺寸和边缘熔合整齐。
本专利的进一步改进之处在于，所述焊前准备采用远红外履带式加热器进行预热和层、道间的温度维持时预热宽度为对口中心开始，每侧焊件厚度的3倍，且不小于100mm;保温层的最小宽度为加热器每侧增加75mm或3倍焊件厚度的较大值；控温热电偶安装在均温区内的加热器下，允许采用储能焊接或者绑扎的方式安装热电偶，但应注意测量点与加热器之间的有效隔热，避免出现热短路，每侧的加热器距离坡口边缘至少25mm以上，以方便焊接。预热温度和层、道间温度可采用表面式热电偶、红外测温仪，测温笔等测量。预热温度200℃~250℃，焊接层、道间温度控制在150℃~200℃。
本专利的进一步改进之处在于焊接时采用的焊丝为φ2.4mm的Wce－20钨极，钨极伸出长度6～8mm，喷嘴直径10mm。
本专利的进一步改进之处在于焊接采用的P92钢母材9厚度为20mm。
本专利的工艺方法首先利用GTAW的电弧稳定，热量集中，控制性好，质量优的特点，进行打第1底层和第2层填充层的焊接，再利用操作方便、熔敷系数高的GMAW焊接方法进行其余填充层及盖面层的焊接，焊接时采用多层多道薄焊层、低热输入、快速焊接和焊接接头错开等工艺，焊后焊件冷却至80℃~100℃,并保温1~2小时后进行消应力热处理等措施，这就使得采用本专利的工艺方法焊接出的焊缝质量明显提升，且焊接效率也得到明显提高。