电渣堆焊
焊接工艺因素对带极电渣堆焊焊道成形的影响
采用 平 特性 或缓 降 特 性 电 源 时 , 焊 过程 的 自调 堆 节是 依 靠 电流负 反 馈 , 电流 在 一 定 的范 围 内 变化
时 , 压 的变化很 小 , 电 因而 对渣 池 的稳 定性影 响不
大; 当采用 陡降 特性 电源 时 , 焊接过 程 的稳 定性 是
依靠电压负反馈 调节, 而渣池 的稳定性本身又受
电压 变化 的影 响 很 大 , 以对 电 渣 堆焊 应 该 采 用 所 平特 性 或缓降 特性 电源 。
12 焊接 工 艺参 数 .
1 焊接工 艺 因素的影响
1 1 焊接 电源 .
焊接 工艺 参 数直接 决 定 电渣过 程 的稳定 性 和
焊缝 的质量。焊接参数不合理时 , 焊道成形不好 ,
堆 焊层 还可 能 出现热 裂纹 、 咬边 、 孔 、 气 夹渣 、 熔 未
对 于带极 电渣 堆 焊 , 接 电 源 的选 择 十分 重 焊 要 。焊接 电压 的波 动 对 渣 池 的稳 定性 影 响很 大 。
合等缺陷。严重时电渣过程都难以维持。
收稿 日期 :0 6— l 4 20 0 —o 作者简介 : 王富州(9 2一) 男, 17 , 汉族, 工程师,9 5年 毕业于吉林 工业大学, 19 从事锅 炉压 力容器 焊接工作 。
0 引 言
带 极 电 渣 堆 焊 是 一 种 高 效 率 、 质 量 的 高 焊 接 方 法 。 其 实 质 是 利 用 熔 渣 导 电所 产 生 的 电 阻 热 熔 化 焊 带 和母 材 形 成 堆 焊 层 。本 文 就 影 响带极 电渣 堆 焊焊缝 成 形 的焊接 工艺 因素 进行 了 探讨。
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第 1期 20 0 7年 2月
加氢精制反应器制造中的单层带极电渣堆焊技术
加氢精制反应器制造中的单层带极电渣堆焊技术刘艳马小兵王军杰李富富安天佑王喜平(新疆兰石重装能源工程有限公司)摘要在单层带极电渣堆焊12Cr2MolR不锈钢工艺评定试验的基础上,运用合理的单层带极电渣堆焊参数对堆焊层分别进行了铁素体、化学成分、弯曲性能、耐腐蚀性及氢剥离试验等性能评定#该技术成功应用于加氢精制反应器筒体和封头的堆焊工艺中。
关键词单层带极电渣堆焊加氢精制反应器封头筒体焊接工艺中图分类号TQ050.6文献标识码B文章编号0254-6094(2020)03-0393-04石油化工行业厚壁压力容器内部为了防腐蚀常在内表面大面积堆焊不锈钢或鎳基合金!目前,国内的厚壁设备内壁堆焊广泛采用双层堆焊,虽然双层堆焊(TP309L+TP347)工艺成熟,堆焊质量稳定,但制造周期长、成本高。
随着单层堆焊技术日趋成熟,堆焊一层就能达到临氢压力容器的成分、耐蚀及力学等性能要求,国外制造商在加氢精制反应器制造中已成功使用单层带极电渣堆焊技术,且产品性能稳定,满足各项指标要求!基于此,为进一步提高制造效率、降低成本,笔者所在单位率先将单层带极电渣堆焊技术用于加氢精制反应器的制造。
1焊接工艺评定试验正式堆焊前按照技术要求和NB/T47014—2011[1]标准进行焊接工艺评定试验。
1.1试板的制作焊接采用单层带极电渣堆焊,焊材采用日本神钢的WEL ESS347SJ+WEL ESB F-7M,钢带规格为75mm"0.5mm,试板材料12Cr2Mo1R、规格为600mm x300mm x50mm,焊带化学成分见表1。
表1焊带化学成分%项目C S P Si Mn Cr Ni Mo Cu NK检测值0.0190.0010.0240.36 1.7119.5010.770.050.0700.59标准值!0.040!0.020!0.030!0.900.50~2.5018.00~21.009.00~11.00!0.50!0.2008C~1.001.2试板的焊接试板堆焊过程中焊接设备机头采用外加磁控装置,为保证满足堆焊层厚度工程技术要求,通过多次焊接试验调整了焊接参数:焊接电流为1150#1250A、电压24-28V、焊接速度9~11m/h o 试板堆焊前的预热温度按照NB/T47015—2011[2]标准规定并结合反应器自身的特点确定:过渡层的预热温度不低于120$、层间温度120~ 200$、后热300~350$"2h。
堆焊
三、埋弧堆焊 1、特点:生产率高、劳动条件好、堆焊合金成分稳定,因此得到大量 应用。 2、应用:尤其对于轧辊、车轮轮缘、曲轴、化工容器和核反应堆压力 容器衬里等中、大型零件应用较多。 3、具体工艺有四种: (1)单丝埋弧堆焊 (2)多丝埋弧堆焊 (3)带极堆焊 (4)串联电弧堆焊
对于高合金的堆焊金属,可采用各种管状焊丝气体保护堆焊 工艺获得。 我国还采用 C02 气体保护焊在自动送进 H08Mn2Si焊丝的同时, 向 熔 池 送 入 YG8(W(wc)92%、W(Co)8%) 合 金 粉 末 , 得 到 了 WC+α固溶体的堆焊层。
22
※2、非熔化极惰性气体保护堆焊,主要以手工送进 各种合金焊丝进行堆焊。 ※这种方法保护效果好,合金元素过渡系数高,稀 释率比熔化极气体保护堆焊低,但生产率低,保 护气体贵,因而使用受到限制。 ※3、不加保护气体的自保护管状焊丝明弧堆焊,在 国外应用较广。其中半自动明弧堆焊用得较多。 ※这种方法的突出优点是设备简单、方便灵活,并 可堆焊多种成分的合金。其缺点中飞溅较大。
2、分类:根据所使用的热源不同,一般将热喷涂工艺分为燃烧法和电加热法两大类。 目前常用的热喷涂技术是线材火焰喷涂、粉末火焰喷涂、电弧喷涂、等离子弧喷涂、 爆炸喷涂和超音速火焰喷涂技术。
23
五、等离子弧堆焊 1、优点:等离子弧温度高,能顺利堆焊各种难熔材料和提高堆焊速度;熔深可以调 节,稀释率最低可达 5%左右。因此等离子弧堆焊是一种难得的低稀释率和高熔敷率 的堆焊方法。另外,等离子弧堆焊可采用各种渗合金方式进行堆焊。 2、缺点:设备成本较高,有强烈的弧光辐射和臭氧污染,因此必须采取防护措施。 3、等离子弧堆焊主要有以下形式: (1)冷丝等离子弧堆焊 (2)热丝等离子弧堆焊 (3)预制型等离子弧堆焊 (4)粉末等离子弧堆焊
带极电渣堆焊是目前国际上先进的堆焊工艺
带极电渣堆焊是目前国际上先进的堆焊工艺,由于电渣带极堆焊与埋弧带极堆焊相比以其熔深浅,母材稀释率低,焊道成形好,熔敷效率高等优点被广泛应用于石化及核电产品的筒体、封头等的耐腐蚀堆焊。
但由于大面积的堆焊需要有稳定的焊接质量保证,而影响电渣堆焊焊道质量的因素很多,必须综合考虑。
这就需要在制定焊接工艺之前的焊接试验中对影响带极堆焊质量的每个重要环节进行严格控制,合理选用其堆焊工艺参数和堆焊工艺措施,才能够获得良好的堆焊质量和堆焊效果,从而制定出完善的焊接工艺。
1 电源特性的选择电源外特性的选择是个重要因素。
一般应选用平特性电源,等速送丝系统。
由于网络电压波动时,平特性电源的焊接电压变化较下降特性为小。
另外,平特性电源的电压变化很小而电流变化较大,致使焊接过程自调节性能好,送丝速度波动小,电弧电压稳定。
而电渣过程的稳定对电压变化比较敏感。
因此,电渣堆焊必须选用平特性电源,这样可保证电渣过程的稳定,控制了焊道的堆高和熔深,从而达到控制焊道质量的目的。
根据带宽目前一般选用的是瑞典伊萨公司的焊接电源AF1600A和LAF1250A。
如采用更大的带宽进行电渣带极堆焊,则需要两台电源并联使用。
2 焊接规范参数的控制试验证明,焊接规范参数对堆焊层的熔深影响很大。
焊接电流,焊接电压,焊接速度是焊接规范中最主要的三个参数,这三个参数合理匹配,才能使焊接过程稳定。
既能满足堆焊熔敷金属的厚度及性能要求,又能获得良好的表面成形。
因此,选择合理的焊接规范是研究中的一项重要工作。
2.1 焊接电流焊接电流对电渣过程的建立,焊道堆高,母材熔深以及焊道成形均有较大影响。
电流太小,不利于引弧造渣,且焊道堆高太小;电流太大,虽然能够很好的保证电渣过程的稳定,但随着热输入量的增加,使熔深增加,稀释率变大,进而影响焊道的化学成分,同时为防止咬边就得加大磁控电流。
焊剂的化学成分不同,建立稳定的电渣过程所需的焊接电流范围也不相同。
2.2 焊接电压电渣过程对电压比较敏感,焊接电压低,引弧困难,不利于渣池的建立。
电渣焊
第十章 电渣焊
• 3.机头 • 丝极电渣焊机头包括送丝机构、摆动机构 及升降机构。 • 4.水冷成形滑块 • 水冷成形滑块又称强迫成形装置,水冷成 形滑块一般用纯铜板制成。水冷成形滑块又称强 迫成形装置。水冷成形滑块一般用纯铜板制成, 有三种不同的形式。 • 5.控制系统 • 丝极电渣焊的控制系统主要由送进焊丝的 电机、送丝速度控制器、机头摆动控制器、升降 机构控制器以及电流表、电压表等组成。
意分流图 图 布 10 及 3 熔 渣 渣 对 池 流 内 示 电 -
第十章 电渣焊
高温停留时间长,热影响区宽
由于大厚度焊件是一次焊成,焊接速度缓慢,焊接热输 入大,且母材是在较长时间内逐渐升温,因此电渣焊时的高 温停留时间长,加热及冷却速度比电弧焊低的多。
图10-4 电渣焊与埋弧焊的热循环比较
第十章 电渣焊
图10-10 固定式水冷成形滑块 a)对接接头用 b)T形接头用 1一铜板 2一水冷罩壳 3一管接头
第十章 电渣焊
图10-11 移动式水冷成形滑块 1一进水管 2一出水管 3一铜板 4一水冷罩壳
第十章 电渣焊
1一迹水管
图10-12 环缝电渣焊内成形滑块 2一出水管 3一瀹钢板外壳 4一锏板
40~60 60~120
丝极电渣焊 对接接头
1.5~3 0.8~2
熔嘴(管极)电渣焊 对接接头
1~2 0.8~1.5
丁字接头
0.8~1.5 0.8~1.2
非刚性固定
≤200
0.6~1.0
0.5~0.8
0.4~0.6
≤200 ≤200 ≤200 ≤200 ≤200 200~450
0.4~0.8 0.4~0.6 0.2~0.3 0.4~0.6 0.3~0.4 0.3~0.5
0.4mm×50mm不锈钢带极电渣堆焊工艺试验
率 。通 常 ,电弧 堆焊 的稀 释率 为 1%~ 0 ,而 电渣 8 3%
堆 焊则为 1%~ O O 2 %。 此外 .电渣 堆 焊 对 焊 接 工 艺参 数 有 较 大 的灵 活
性 ,可以在 比较宽 的范 围 内施 焊 。电渣堆 焊大 多使用
摘 要 :介 绍 了在 1MN 5钢 上 进行 的 0 mm 5 mm 不锈 钢 带极 电渣 堆 焊工 艺试 验 ,通 过调 整 焊接 规 范 、焊 带伸 出 长 、搭接 量 、 偏心 量 、焊 6 D . x0 4 剂 埋覆 厚度 以及 辅助磁 场 装置 的磁 控 电流 ,获得 了优 良的焊道 成形 ,掌握 了该 种焊 带 电渣堆 焊 的最佳 参数 ,并用 于指 导生产 。 关 键 词 :带 极 : 电 渣堆 焊 ;反 应 堆 压 力容 器 ;辅 助 磁 场 装 置 中 图 分 类号 :T 4 8 G 5 G 4 :T 4 5 文献 标 志 码 :B
Wedn e h o  ̄ o. o S p 2 1 li ̄T e n l v V 1 9 N . o 3 9 e.00
文 章 编号 :0 2 0 5 (0 0 - 0 7 0 10 — 2 X2 1)9 0 5 - 3 o
・ 接 质 量 控制 与管 理 ・ 5 焊 7
0 . mmx 0mm 不 锈 钢 带 极 电 渣 堆 焊 工 艺 试 验 4 S
直流平 特性 电源 ,带极接 正极 ,等速 输送 焊带 。带极 越宽 ,焊道成 形越难 于控 制 。 目前 ,我 国采用 的焊带 宽 度 主 要 限 于 3 ~ 5mm。本 公 司普 遍 采 用 的 用 于 0 7 R V不 锈 钢 堆 焊 的焊 带 宽 度 为 5 m。在 选 用 某 厂 P 0m
无缝药芯焊带电渣堆焊
Ke r s y wo d :
∞ a esc r d sr mIs o e ti p. eeto lgs fa ig. o t o o a e l lcr sa ur cn rh g n li a ̄ m
。 言 前
药芯带极埋弧堆焊技术 已应用于连铸机导辊 , 挤
@ 机械工业技术发展基金项 目(7  ̄5 7 9 L 00 )
从公式( ) 1 可以看出 , 渣产生 的热与渣的导电率成 反比。因此, 增加氟化物的含量会使导 电率增大 , 使产
热量减少 。
降低稀释率 , 比埋弧堆焊更具有科学的先进性 , 技术的 台理性 。 1 药芯焊带的选择
无 缝药 芯 焊带是 由金 属 皮 内裹 所需 要 的 各种 合金 经加工 而 成 , 与实心 焊带 相 比 , 具有 如下特 点 :
L u Ja we ,LiJa u,Zh o Ch n a i in i iy a u yn
Li n o g o a gS n b
Ab ta t T ru h age t e l f x ei nstesed lcrsa u aigpo esw t e ats oe t pi m- sr c h o g ra a p r d oe me t h ta yee t lgs r cn rc s i s at s rdsr o f h e c i s aie .An ilh lf x s i dfree t sa ufcn i e mls oe t p i d vlp ,a d te o t m aibe l d z l el u ut o lcr lgs raigw t s a esc rd sr s eeo e Ni rl t e o h i d n pi h mu v ra Xs aeo tie i r o o a a s v ban dw t ot g n me n . h h l
核电设备中的镍基合金带极电渣堆焊
缝易 出现 D C 法 国 法 玛 通 采 用 双 热 丝 TG 堆 D 。 I
0 引 言
焊 、 班牙 N A 西 S B采用带 极 电渣堆 焊 、 日本 三菱 采 用热 丝 TG 堆 焊 、 国 斗 山 采 用 带 极 埋 弧 堆 焊 。 I 韩 由于带 极埋 弧 堆焊 和 电渣 堆 焊 的 效 率 较 高 , 质量 较 稳定 , 带极 电渣 堆 焊母 材 的稀 释 率低 , 且 为此 , 其 在某 核 电站二 期 扩建工 程 蒸汽 发生 器管板 大 面 积 Icn l 9 焊 中 , 次 采 用 了带 极 电渣 堆焊 no e 6 0堆 首 并取 得 成功 。为 第三 代核 电蒸 汽发 生器 管板 堆焊
c to e t ain t s ,mo k—up ts n r d c p lc t n we e b ify d s rb d.Te tr s lsi d c t h tsrp c e ta d p o u ta p ia i r re e c ie o l s e u t n ia e t a ti e e to l g ca d n e h o o y c n a p y t a g r a n c lb s l y ca d n n t b —s e to ta lcr sa l d i g tc n lg a p l o lr e a e ike a e al l d i g o u e— h e fse m o g n r tr r p e s rz d wae e co u la o rpln u la sa d man e u p n . e e ao sf r s u e t rr a t rn ce rp we a tn c e riln i q i me t o i Ke r y wo ds: ce r p we q i me t t b nu l a o re u p n ;u e—s e t n c e a e aly;t p e e to lg ca d n h e ; i k lb s lo sr lc r sa l d i g i
影响不锈钢电渣带极堆焊质量原因的分析
每个重要环节进行严格控制 , 合理选用其堆焊工
艺 参数 和堆 焊工 艺 措 施 , 能 够 获 得 良好 的 堆焊 才
电源, 这样可保证 电渣过程的稳定 , 控制了焊道的
堆高 和熔深 , 而达 到 控 制 焊道 质 量 的 目的。根 从
收 稿 日期 :0 7一l 20 2一l 4
作者简介 : 彦武(9 6一) 18 谢 16 ,9 9年毕业于佳木斯大学 , 工程师, 从事焊接工艺工作 。
谢彦武 葛忠 贞 , , 李 远 王 莉 ,
( . 电集 团( 1哈 秦皇 岛) 重型装备有限公 司, 河北 秦皇 岛 0 6 0 ; 6 2 6 2 大唐 双鸭山热电有限公 司, . 黑龙江 双鸭山 150 ) 5 10
摘
要 : 主要 阐述 了不 锈钢带极 电渣堆 焊中 电源特性 、 本文 焊接规 范参数 、 控技术 、 磁 焊剂等方面影 响不锈 钢
0 引 言
带极 电渣 堆 焊 是 目前 国 际 上 先 进 的 堆 焊 工 艺, 由于 电渣 带极 堆 焊 与埋 弧 带 极 堆 焊 相 比以其 熔 深浅 , 材 稀 释 率低 , 母 焊道 成 形 好 , 敷 效率 高 熔 等 优点 被广 泛应 用 于 石 化 及 核 电产 品 的筒 体 、 封 头 等 的耐腐 蚀堆 焊 。但 由于大 面积 的堆 焊需 要有
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・
6 2・
锅
炉
制
造
总第 2 8期 0
据带 宽 目前 一般选 用 的是 瑞典伊 萨公 司 的焊 接 电 源 L F60 A 10 A和 L F 20 。 如采 用 更 大 的带 宽 A 15 A 进行 电渣带极 堆焊 , 则需要 两 台电源 并联使 用 。
影响 试验分析
镍基耐蚀合金带极电渣堆焊工艺的试验及应用
气 化炉在 工 作 过 程 中 气 化 压 力 和 温 度 高 , 化 后 气
的灰渣 呈熔 融 态 , 体 内介 质 包 括 蒸 气 、 、 、 气 、 炉 水 煤 煤
1 设备工作原理及要求
太 原重工 集 团公 司为某 化 工集 团煤 装 置气 化及 配
套设 备 项 目生 产 的 B L碎煤 加压 液态排 渣气 化炉 是一 G 台夹套 立式 固定 反应容 器 。气化 炉长 1 9 l 直径 35 2Im, / 为 45 0m 净 重 1 4t外壳 材质 为 1 Mn i N R, 0 m,具 有 生 产效 率 高 、 材 稀 释 率 母 低 、 金元 素烧 损 少 、 面 质量 好 等优 点 , 压 力 容 器 合 表 在
的堆 焊 中得到 了广 泛应 用 。本 文介 绍 了带 极 电渣堆 焊 的工 艺特 点 和 规 范 参 数 的确 定 , 及 堆 焊 Icn l 2 以 no e 6 5 镍基 耐 蚀合金 的工 艺评定 试验 和生 产应用 。
S8 B为 电渣堆 焊专用 的烧 结焊剂 , 有 良好 的 导 J2 具 电性 、 焊工 艺性 ( 堆 脱渣 、 成形 、 润湿性 ) 冶金 特性 ( 及 合 金元 素烧损 少 、 利 元 素增 量 少 ) 焊 带 的化 学 成 分 见 不 ,
表3
( 1 —2 0 ) GB7 3 O 8
测 , 测结 果 无 缺 陷 显 示 。在 渗 透 检 测 合 格 的试 件 上 检 沿 垂直 于堆 焊 的方 向切取 4个 侧 弯试 样 做 横 向侧 弯 试
验 。弯 心直 径 D =4 T, 曲角度 =10 。 4个 0mi 弯 t 8。在
试 样拉 伸 面上 的基层 和堆 焊 层及 熔 合 线 上 均 未发 现 缺
奥氏体不锈钢带极电渣堆焊用烧结焊剂的研制
BI O+ O+ 2 +Na20+ CaF +Ba O 5 O+F 研= Ca Mg K 0 2 +0 ( n eO M
.
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..
过 程 , 晶 格 改 变 时 伴 随 有 体 积 的 变 化 , 脱 渣 有 当 对
22 带 极 电 渣 堆 焊 用 焊 剂 的 脱 渣 性 .
焊后 渣 壳 能 否脱 落 是 焊 接 工 艺性 能 的重要 指
标 之 一 , 渣 性 能 在 自动 化 多 层 连 续 焊 接 时 具 有 特 脱 别 重 要 的意 义 。 态 熔 渣 与 正 在 结 晶 的 焊 缝 金 属 表 液
含 量 增 多 , 渣 的导 电 性增 强 , 接 开 始 时 电渣 过 熔 焊
程 建 立较 快 , 电流很 容易 通 过浅 层 熔 渣 , 产 生 使 并
足够 的热量熔 化焊带 、 剂和少 量母材 。 了使 电渣 焊 为
具有高电离势 的氟 , 电子 的亲和力 大 , 与 能夺 取 电弧 中的 电子 , 成负离 子 , 形 减少 电子数 量 , 弧很 快熄 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电
稳 定状态 。
加入 适量 的 中性 氧化 物 A ,s可使堆 焊层表 面 l) (,
带过渡层双相不锈钢带极电渣堆焊管板工艺
带过渡层双相不锈钢带极电渣堆焊管板工艺郭海荣;邢卓【摘要】应用于煤炭间接液化项目中的低压闪蒸冷凝器和真空闪蒸冷却器的壳程属于湿硫化氢腐蚀环境,要求所有与介质接触的材料(包括管板)均应进行焊后消除应力热处理。
直接以双相不锈钢堆焊的管板不能进行600~700℃的常规热处理。
为了消除管板堆焊后的残余应力,可采用以奥氏体不锈钢作为过渡层,热处理后再堆焊双相不锈钢耐蚀层的工艺。
焊接工艺评定试验结果表明,以奥氏体不锈钢H309 LMo为过渡层,以双相不锈钢H2209为耐蚀层的带极电渣堆焊工艺,既可满足管板的热处理要求又满足堆焊层的耐蚀性要求。
%In coal to liquid project the shell side of low pressure flash condensers and vacuum flash coolers served in wet H2 S corrosion environment,require that all the materials( including tubesheets) contacting with medium shall be for eliminating stress post welding heat treatment.Overlaying tubesheet with duplex stainless steel directly should not be in heat treatment in conventional temperature about 600~700℃.In order to eliminate the welding residual stress of the tubesheets after welding,austenitic stainless steel can be adopted as buttering layer,after heat treatment for butteringlayer,overlaying corrosion resistant layer of duplex stainless steel sequentially.The test results of welding procedure qualification show that strip elec-troslag overlaying process adopted austenitic stainless steelH309LMo as buttering layer,H2209 duplex stainless steel as corrosion resistant layer,can satisfy the demands of tubesheets heat treatment and the re-quirement of the corrosion resistance of surfacing layer.【期刊名称】《压力容器》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】8页(P51-58)【关键词】双相不锈钢;带极电渣堆焊;过渡层;焊接工艺评定;管板【作者】郭海荣;邢卓【作者单位】沈阳东方钛业股份有限公司,辽宁沈阳 110168;沈阳仪表科学研究院有限公司,辽宁沈阳110043【正文语种】中文【中图分类】TH131.2;TG142.71;TG455制造与安装2014年下半年,承接宁夏某煤化工企业400万吨/年煤炭间接液化项目煤气化及变换装置中的24台低压闪蒸冷凝器(结构见图1)和24台真空闪蒸冷却器(结构见图2)的制造合同,这48台容器均是浮头式换热器,主要技术参数见表1。
热高压分离器的带极电渣堆焊技术
现 象越 严 重 。 因此 必 须采 用 外加 磁 场 的 方法 来 防 止 咬边 的产 生 ( 称 作 磁控 法 ) 。磁 控 的 大 小 ,对 焊 也 道 的成 形 也 不一 样 ,如 图1 示 。 所
直 流 1 o 6~2 1 0~ 2 0 10 2 7 8 0 反接
排气性 降低 ,在焊接表面形成气孔 ,所以一般焊剂
厚 度 以 2 ~3 mm较 适 宜 。焊 道搭 接 量 一 般 与 焊 缝 5 5 厚 度有 关 ,通 常 为5 0 ~1 mm。母 材 的 倾 角会 影 响 焊 道 成 形 ,一 般 推 荐 采 用 水 平 位 置 或 稍 带 坡 度 ( 。 1
目前 我 厂 在 制 的 母 材 为 S 8 Gr 2 L 、 直 径 为 A3 7 2 C 2 3 0 mm、厚 度 为 8 mm的 热 高 压 分 离 器 ,技 术 要 08 5 求 筒 体 和 封 头 内 壁 堆 焊 3 7 型奥 氏 体 不 锈 钢 。以 4L
往 对 于 筒体 和 封 头这 类 内表 面大 面 积 的堆 焊 ,我们
封 头 的直 径 为 基准 ,焊 带与 球 封 头 的接 触 点往 焊 接 方 向偏 中 ,即上 坡 焊 3 ~4 mm,以达 到 理 想 的 焊 0 0
接 位 置 ,如 图2 示 。调 整 好 球 封 头 的 位 置 后 ,测 所
定 变位 器 的 转 速 ,设 定 焊接 电流 、 电压 及 焊带 的 伸
( )焊 接 电流 3
使 用 与 电 弧 堆 焊 相 同宽 度 焊
二、热高压分离器的电渣堆焊
基 于 带 极 电渣堆 焊 具 有 如前 所 述 的 优越 性 ,近 年 来 在 国 内外 加 氢 反 应 器 等 化 工 设 备 尤 其 是 压 力
宽带埋弧和电渣堆焊研究
备 内壁均需 大面 积堆 焊耐 高温 、 氧化 和硫化 氢等 抗 腐蚀 的不锈 钢衬 里 。 2 自 0世纪 8 0年代 在 国内开 始
大 量 采 用 带 极 堆 焊 不 锈 钢 技 术 以来 , 带 宽度 从 焊
3 m 窄 带 向 6 m、 5 5m 0m 7 宽 带 方 向发 展 。 是 , mm 但
点, 决定 进 行 9 0mm带 宽 的带极 堆 焊试 验 。 采取埋 弧堆 焊和 电渣堆 焊两 种方 法进行 试 验 , 望通 过试 希
1 焊 带/ . 2 焊剂
堆 焊 是一 种 粘 附 于母 材 表 面 的用 于 满 足材 料 所 需 性 能 的 工 艺 措 施 , 焊 材 料 具 有 较 好 的 抗 腐 堆 蚀、 耐磨 等性 能 。 于带 极堆 焊 的焊接 方 法有两种 : 用 带 极 埋 弧 堆 焊 和 带 极 电渣 堆 焊 。 两种 焊 接 方法 这
wed n sc r e u sn o si t p a d f x, p li g w l i g e u p n f S . tr r sal e c ro i n ltr lb n i g l ig wa ar d o tu ig d me t sr n u a p yn e dn q i me to AB I e c y t l n o r so ,ae a e d n , i c i l E n i
第4 0卷 第 2期 21 0 0年 2月
雹珲梭
Elcrc We dn c i e e t l i g Ma h n i
■饕 蠢
Vo. o2 1 0 4 N .
Fe .O 0 b2 l
宽 带壤 菰莉 电渣 堆搏 研 巍
李 鹏 飞 , 建 涛 王
E347型不锈钢单层带极电渣堆焊技术研究
CFHI TECHNOLOGY摘要:采用带极电渣堆焊方法进行单层堆焊工艺参数试验,研究堆焊层厚度与化学成分、铁素体数FN 之间的关系,以及焊接电流和焊接速度对堆焊层厚度、宽度、稀释率的影响规律,对堆焊层微观组织进行分析。
利用筛选出的工艺参数开展堆焊工艺评定试验,其结果满足加氢反应器单层堆焊E347型不锈钢的技术要求。
关键词:单层堆焊;工艺参数;稀释率;加氢反应器中图分类号:TG455文献标识码:A文章编号:1673-3355(2020)03-0008-05Study on Electroslag Clad Welding with Single Layer E347Stainless Steel Strip ElectrodeFan Dongliang ,Tang Jilong ,Gao DianbaoAbstract:Single-layer cladding parameters test has been performed with a strip electroslag clad-welding technique to find the relationship of clad layer thickness with chemical composition and ferrite number FN,and effect of welding current andwelding speed on the thickness,width and dilution rate.The microstructure of clad layers is analyzed too.The result of the clad-welding process evaluation test with selected process parameters meets the technical requirement on the single layer clad-welding with E347stainless steel strip electrode for hydrogenation reactors.Key words:single layer clad-welding ;process parameter ;dilution rate ;hydrogenation reactorE347型不锈钢单层带极电渣堆焊技术研究范东亮1,唐计龙1,高殿宝210.3969/j.issn.1673-3355.2020.03.0081.一重集团大连核电石化有限公司工程师,辽宁大连1161132.一重集团大连核电石化有限公司高级工程师,辽宁大连116113加氢反应器的工作环境为高温、高压、临氢及H 2S 和H 2腐蚀介质,为此要求在低合金Cr-Mo 钢母材上堆焊E347型奥氏体不锈钢。
带极电渣堆焊的磁场控制
带极电渣堆焊的磁场控制简介:极电渣堆焊是一种高能量密度的焊接方法,可以用于高厚宽比工件的焊接。
但是,由于焊接过程中的电弧和熔池很容易受外界磁场的影响,因此磁场控制是保证焊缝质量的关键。
本文将介绍带极电渣堆焊的磁场控制技术原理和应用。
一、带极电渣堆焊概述带极电渣堆焊是一种高能量密度的焊接方法,它利用电弧放电加热工件表面,瞬间使其达到熔点并形成熔池,然后利用电极将金属添加到熔池中,使其冷却凝固形成焊缝。
带极电渣堆焊具有以下优点:1.横向热输入小:电弧由上至下纵向热输入,使其比横向热输入小得多;2.焊缝深度可控:通过调节电弧放电功率、功率密度和电极输送速度等参数,可以控制焊缝深度和宽度;3.适用范围广:可以焊接高厚宽比工件、异种材料焊接和曲面焊接等。
虽然带极电渣堆焊有很多优点,但是也存在缺陷,比如焊接质量易受外界因素影响,如磁场、气流等。
因此,磁场控制是保证焊缝质量的关键。
二、磁场控制原理带极电渣堆焊的磁场控制包括磁场干扰和磁场场强控制两个方面。
其中,磁场干扰是指磁场影响到电弧和熔池的形状和运动轨迹,而磁场场强控制是指通过人工干预磁场场强,从而控制电弧和熔池的运动状况,达到提高焊缝质量的目的。
早期的研究发现,电弧和熔池的形状受到磁场的干扰,主要表现为以下几个方面:1.电弧偏移:在外加磁场的作用下,电弧会偏离电极轴线,往磁场方向移动,导致熔池的形状不规则,焊缝不均匀;2.熔池表面波动:外界磁场作用下,熔池表面会呈现波动状况,导致焊缝表面质量不佳;3.熔池加速:在外界磁场的作用下,熔池会被磁场推动而加速运动,使金属输送速度增加,导致焊接偏瘸。
为了解决这些问题,研究者通过对电弧放电过程的数学模拟,发现通过调节外界磁场参数可以实现对电弧熔池的控制。
因此,磁场场强控制技术应运而生。
磁场场强控制技术主要包括以下几个方面:1.定向控制:利用磁场的方向特性,使其把电弧和熔池定向,从而使焊缝质量得到改善;2.挤强控制:利用磁场的挤强作用,从而增加熔池所受的压力,使其形成平坦的表面、减轻熔池波动和焊接残留应力等;3.形状控制:通过改变外界磁场的强度和方向,从而对焊接熔池的形状进行改变,达到控制焊缝形状、厚度等目的。
冷换设备法兰带极电渣堆焊
本 批 设 备 法 兰 堆 焊 技 术 条 件规 定 堆 焊 厚 度 为 (+ .) mm 3 35 双 层 堆 焊 ,耐 蚀 层 为 36 型不 锈 钢 ,根 据 公 司 现有 的设 备 制造 1L 能 力 ,选 用 了高 效 的带 极 堆 焊 。 带 极 堆 焊 可 分 为 电弧 型 与 电渣 型 ,两 者 的 本 质 差 别 在 于 前 者 由 电 弧热 将 焊 带 、焊 剂 及 局 部 母 材 熔 化 ,冷 却 后 形 成 堆 焊 焊 道 及 渣 壳 ,与 常 规 的埋 弧 焊 相 同 ,焊 前 在 焊 带 的 前 后 都 铺 撤 上
焊 剂 ,熔 化 与凝 固 过 程 均 在焊 剂 下 进 行 ;后 者 则 由 电流 通 过 熔
带 极 电 渣堆 焊 时 ,起 弧 电压 应 高 于 电 弧 电 压 ,以 建 立 稳 定
的 渣 池 。 电 弧 电压 的 变 化 对 焊 缝 成 形 及 堆 焊 的稳 定 性 影 响 较
融 渣 池 时 所 产 生 的 电 阻热 形 成 焊 道 及 渣 壳 ,焊 带 直 接 插 在 渣 池 中 ,焊 剂 只 在 焊 带前 方铺 撤 ,后方 不 铺 撤 焊 剂 ,让 熔 融 渣 池 暴 露 在 空 气 中 ,堆 焊 金 属 由 熔 渣 覆 盖 ,焊 接 时 无 电 弧 现 象 ( 图 1 。 电 弧 型 堆 焊 虽 然 焊接 速 度 快 ,但 合 金 元 素 烧 损 多 ,堆 焊 厚 )
关 键 词 : 电渣 型 ;双 层 ;带 极 堆 焊
中图 分 类 号 :T 4 8 G 4
文 献标 识 码 :B
2 0 年 本公 司 承接 了镇 海 炼 化 Ⅱ套 常 减 压 蒸 馏 装 置 扩 能 改 04
平板工件表面电渣带极堆焊的电磁力分布
Байду номын сангаас
距离 , m
图 5 左右焊趾 电磁 收缩 力之 比
从 图 5中可 以看 出 , 趾 左 右 两 边 的 电 磁 收 缩 力 焊
最大可以相差 2 1 , . 倍 这在实际焊接操作 中必须加 以 注意 , 每条 焊 道都 必须 进行 磁控 电 流强度 的调节 。
增 大后减 小 , 大 值 与 最 小 值 之 间 相 差 约 为 2倍 。对 最 于不 同位 置 的焊道 , 当焊 道 处 于母 材 边缘 时 , 电磁 力 收 缩力 有较 大 的提 升 , 并且 焊趾 左 右 两 边 的 电 磁 收 缩 力
最 大可 以相差 2 1 , 要较强 的磁 控 电流 。 .倍 需 ( )当电极 电压 分 布 不 均 时 , 右 焊趾 受 到 的 电 3 左
焊道 处 于母 材边 缘 时 电磁 力如 图 9所 示 。 当焊道
1 1 — 1
4 结
l
论
∞ ∞ ∞ 0 ∞ ∞ ∞
∞ ∞ ∞ ∞ 0 ∞ ∞ ∞ 6 2 2 4 6
( )带极 电渣堆 焊 的过 程 可 以用 有 限元 法 进 行模 1
3 2 母 材双 面接 电极 负极 的影 响 . 在 实际堆 焊 操 作 中 , 有 母 材 两个 侧 面 都 加 上 电 还 源负 极 的情况 。一般这 种 情 况 的堆 焊 结 果 不如 单 个 电
不大 。左 右焊 趾 部分 的 电磁 力 产生 变 化 , 比值 为 其 16 , .9 电压较高的部分 明显 收缩力较 大。与 电压 之 比 15 .0相 比较 为接 近 。
单负极情况的 18 。因此母材双面电极 比单个接在 .倍
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基于冶金设备轧辊再生复合制造技术与应用研究南通卓越焊接工程有限公司华中科技大学二O O六年八月一、项目名称基于冶金设备轧辊再生复合制造技术与应用研究二、项目的研究背景钢铁轧辊是冶金设备的重要消耗部件,它对确保生产钢铁材料的品质、性能方面起着关键作用。
轧辊长期在高温、高应力、磨损、冲蚀、激冷激热的恶劣环境中服役,这使得钢铁轧辊的使用寿命大幅度缩短或过早失效,大大地增加了生产成本,如连铸辊、热轧支撑辊、冷轧支撑辊等,由于氧化和磨蚀,使用寿命往往不到3个月。
以南京钢铁集团为例,每年用于轧辊修复制造的费用,高达近2亿元,停机更换轧辊造成的损失更难以统计。
其实在江苏省除南京钢铁集团外,还有沙钢集团、兴澄钢铁、华西钢铁、永钢集团等也存在着类似现象,因而造成江苏省轧辊修复制造的费用每年竟高达近10亿元。
因此,提高钢铁冶金轧辊的抗氧化性能、耐磨损、抗腐蚀性能,延长使用寿命是制约钢铁冶金发展的瓶颈技术之一,也是当今世界冶金业面临的重要科学课题。
用抗氧化、耐磨蚀的表面强化材料与相关技术对轧辊进行表面改性是实现钢铁冶金设备轧辊的修复及复合制造和再制造、达到延寿目的的重要方法和手段。
国内外应用这种技术建立了新兴新型产业,业已创造出巨大经济效益和社会效益。
用表面强化材料与技术进行冶金设备表面改性达到延寿的目的,符合原材料循环再生利用,属于绿色制造,是节约经济型制造的典范。
目前我国对钢铁冶金轧辊的修复、制造主要采用埋弧堆焊,这种方法只适用于碳当量较低轧辊的修复、制造。
目前钢铁厂的轧辊80%以上是高碳当量的轧辊,埋弧堆焊修复、制造的轧辊不到20%,迫切需要开发冶金设备轧辊新型修复复合制造技术。
要使钢铁冶金设备的轧辊延寿,良好的抗高温氧化磨蚀表面强化材料起主导作用。
目前,抗高温氧化磨蚀表面强化材料大部分从英、美、德国进口,其主要原材料为C-Cr-Mo-Ni,且价格十分高。
Mo-Ni是我国紧缺原材料,不符合我国物质资源。
根据目前埋弧堆焊用于冶金设备轧辊修复的缺点和表面强化材料的不足,本项目提出用电渣堆焊的方法取代埋弧堆焊,并开发出符合我国物质资源的N-Cr-Ti-V系新型表面强化材料,其具有良好的抗氧化,耐磨蚀性能,取代从国外进口,满足钢厂的技术要求。
在江苏省形成新的表面强化材料制造新型产业和冶金设备轧辊修复制造基地,促进江苏省的经济发展。
并申请国家发明专利,形成具有自主知识产权的科研成果。
三、国内外发展状况与趋势冶金设备轧辊堆焊修复早在上世纪六十年代在英、美、德等国采用,主要用埋弧自动堆焊的方法,这种方法只适用于碳当量较低轧辊的修复、制造,修复的轧辊不到钢厂使用轧辊的20%,而80%以上高碳当量的轧辊被废弃或重新回炉,造成巨大的浪费。
为了使80%以上高碳当量的轧辊能修复再生,上世纪末英、美、比利时发明了用电渣堆焊修复技术,其是完全不同于埋弧自动堆焊局部加热的方法,广泛用于高碳当量的轧辊的修复与制造。
为了适应于电渣堆焊,他们开发了原材料为C-Cr-Mo-Ni硬面合金材料,形成成套工艺技术,为高碳当量的轧辊的修复与制造提供了新途径。
目前,我国轧辊修复基本上是采用埋弧堆焊为主,手工焊、明弧焊接为辅的方法,但在电渣堆焊技术方面还是空白,所用堆焊材料主要是从国外进口C-Cr-Mo-Ni硬面合金材料,此系列硬面合金材料不符合我国物质资源。
鉴于我国钢铁冶金设备轧辊对电渣堆焊技术与新型硬面堆焊合金材料的需求,以及我国电渣堆焊技术与新型硬面堆焊合金材料产业化技术的现状,本项目拟开展冶金设备轧辊电渣堆焊再生复合制造技术及配套硬面焊接材料研究,以加快轧辊电渣堆焊再生复合制造技术及配套硬面焊接材料在我国的推广应用和迅速发展,形成机械工业新的经济增长点。
四、研究的基本内容本项目的主要研究内容包括以下几方面:1、轧辊电渣堆焊设备研制。
研制出能满足各种形状轧辊堆焊的设备,操作方便、性能可靠。
2、轧辊电渣堆焊工艺技术,主要包括焊接电流、电渣高度、焊剂成分、强制成型块对硬面合金层性能的影响。
3、N-Cr-Ti-V系新型硬面药芯焊丝焊接材料研制。
主要包括焊接工艺性能,堆焊层的显微组织,堆焊层与基体的结合强度等。
4、N-Cr-Ti-V系新型硬面药芯焊丝焊接工艺。
主要包括焊接电流、电渣高度、焊剂成分、强制成型块对堆焊层产生裂纹、气孔、成型的影响。
5、N-Cr-Ti-V系新型硬面药芯焊丝堆焊层中缩孔的产生机理、防止措施。
6、电渣堆焊技术与硬面药芯焊丝的应用研究。
用于冷轧支承辊、拉矫辊等的修复、制造,考察轧辊在实际工程中的使用寿命。
五、研究项目解决的关键技术及指标1、开发出的轧辊电渣堆焊设备、技术具有较强的通用性,可用于钢铁厂的轧辊、工程挖掘机、矿山机械及其他工程耐磨部件的表面改性、复合制造和再制造。
2、研制出N-Cr-Ti-V系新型硬面药芯焊丝材料,其堆焊层金属的硬度值大于HRC48,硬度不均匀性为HRC 5.1,形成系列产品。
3、堆焊层金属与母材有良好的结合强度,其值大于1200MPa,不发生堆焊层的剥落现象。
4、堆焊层金属在1200℃的高温环境下无粘着,无疲劳裂纹,使用寿命为6个月以上;轧钢量在70万吨以上。
5、研制出的N-Cr-Ti-V系新型硬面药芯焊丝材料,其堆焊层金属有良好的焊接工艺性能和加工性能。
6、N-Cr-Ti-V系新型硬面药芯焊丝材料的综合成本在2.5万元以内。
六、项目承担人基本情况施晓越,男,工程师,执行董事,总经理,南通卓越焊接工程有限公司。
项目负责人,主要承担电渣堆焊设备制造,硬面药芯焊丝的开发,以及实际生产应用工艺与技术的研究。
余圣甫,男,教授,博士导师,华中科技大学。
主要承担电渣堆焊设备制造,硬面药芯焊丝的开发,以及实际生产应用工艺与技术的研究。
吴建,男,工程师,董事长,总经理,南通威望实业有限公司。
主要承担硬面药芯焊丝的开发,以及实际生产应用工艺与技术的研究。
金平,男,高级工程师,董事长,总经理,南通许继电器有限公司。
主要承担硬面药芯焊丝的开发,以及实际生产应用工艺与技术的研究。
姚芳,女,工程师,南通卓越焊接工程有限公司。
主要承担电渣堆焊设备制造,以及实际生产应用工艺与技术的研究。
谢明立,男,工程师,华中科技大学,主要承担焊接工艺的制定。
杨可,男,博士生,华中科技大学。
主要承担硬面药芯焊丝的开发,以及实际生产应用工艺与技术的研究。
李占杰,男,硕士生,华中科技大学。
主要承担焊接工艺试验,以及实际生产应用工艺与技术的研究。
杨华,男,硕士生,华中科技大学。
主要承担焊接工艺试验,以及实际生产应用工艺与技术的研究。
七、项目承担单位及合作单位项目承担单位为南通卓越焊接工程有限公司。
项目合作单位为华中科技大学。
八、项目直接技术经济效益及社会效益预测电渣堆焊复合制造技术及其配套硬面药芯焊丝材料主要用于金属构件的表面改性、提高在严酷环境下使用的工程构件的耐磨损、耐腐蚀性能。
电渣焊复合制造技术具有三个方面的功效:①能实现工程构件的再制造;②实现工程结构部件的延寿;③可用于产品的性能升级。
如钢铁厂的冷轧辊,长1700mm,直径φ450mm,材质为92CrMoV,用埋弧自动焊易产生焊接裂纹等缺陷。
目前主要采用报废、回炉重熔,浪费极大,所需费用也极高。
若开发出电渣堆焊复合制造技术及其配套硬面药芯焊丝材料,每支轧辊修复可节约成本约8000元,并且使用寿命至少可延长1~2倍。
以南京钢铁集团为例,每年用此类高碳高合金的轧辊5000余支,每支价值20余万,其产值就有1亿余元,加上备用件和连铸辊,产值高达2亿余元。
采用本项目研发的成套技术,若以每支轧辊节约8000元计算,合计节约成本约4000余万元。
用电渣堆焊复合制造技术及其配套硬面药芯焊丝材料进行表面改性、复合制造,达到延寿的目的、制造高品质的钢材所创造的间接经济价值无法估计。
电渣堆焊复合制造技术及其配套硬面药芯焊丝材料为适应机械工程结构的复合制造、再制造发展起来的新型高科技成套技术,它的典型特征是把绿色制造材料与工程结构的延寿技术结合为一体,符合国家的“可持续发展战略”。
同时,电渣堆焊复合制造技术及其配套硬面药芯焊丝材料易实现产业化,能形成机械加工新的经济增长点。
由此可见,本项目有重要的经济效益及社会效益。
九、项目技术推广应用前景、市场预测电渣堆焊复合制造技术及其配套硬面药芯焊丝材料在我国钢铁行业、建筑行业、石油行业、采矿业、火力发电业等均有大量的需求。
众所周知,中国乃至世界均存在大型钢铁厂与原材料产地分布紧密结合的原料密集型工业的现象,因此在钢铁厂附近也极易形成服务钢厂的行业集中带。
而江苏距宝钢、鞍钢、济钢、以及南钢、沙钢、永钢、梅钢、兴澄钢铁、华西钢铁等大、中、小型钢厂均比较近,且周围的水泥厂、电厂分布也较多,因而具有地理位置上的优势。
因此,建立以江苏省为中心,辐射到上海、安徽、福建、山东、湖南、湖北等,乃至全国和国外修复制造基地是可以实现的。
目前全国轧辊修复制造的总产值在50亿以上,可是大多购买国外的材料和设备,我国也因无此方面成套技术和配套硬面材料而造成的损失高达20亿以上。
目前,研发复合我国资源特征的民族型新型材料,开发适合我国国情的新技术已经迫在眉睫,这不仅代表着我们的科技研发能力,同时也标志着我国综合实力的强弱,这对提高我国在世界上的战略地位也至关重要。
因此,我公司本着以做出国际卓越品质、卓越品牌为原则,以高新技术为发展根本,用国际高科技生产出国际领先高端产品。
该项目一旦得以有效实施,将为企业带来40~50%的高利润率,同时也能为我们的国家及社会带来巨大的经济效益,增加国家及地方财政收入,响应国家建设节约型、环保型社会的号召,对节约钢材、节省资金,弥补配件短缺等都具有重大意义。
由此可见,电渣堆焊复合制造技术及其配套硬面药芯焊丝材料有着十分广阔的应用领域和市场前景。
十、项目研究进度1、2007年01月~2007年06月,轧辊电渣堆焊设备研制,轧辊电渣堆焊工艺技术。
2、2007年07月~2007年12月,N-Cr-Ti-V系新型硬面药芯焊丝焊接材料研制,堆焊层金属性能测试。
3、2008年1月~2008年06月,N-Cr-Ti-V系新型硬面药芯焊丝焊接工艺,堆焊层中缩孔的产生机理防止措施。
4、2008年01月~2008年12月,电渣堆焊技术与硬面药芯焊丝的实际应用和大规模化推广。
撰写工作总结报告,项目鉴定。
十一、经费框算总经费242万元,经费用途如下:1、电渣堆焊设备的制造49万元2、性能测试、产品检验仪器8万元3、材料费(钢带、合金粉等)36万元4、材料性能测试、分析费16万元5、生产工艺研究费28万元6、应用工艺研究费34万元7、协作费、资料费21万元8、项目鉴定5万元9、研发人员薪资、补贴费45万元合计242万元。