16MnR钢制压力容器埋弧焊焊接工艺

16Mn R钢制压力容器埋弧焊工艺

中国核工业集团公司405厂(汉中市　723312) 李继辉

埋弧焊是目前工业生产中常用的一种焊接方法。它以焊缝成形美观、质量好、生产效率高、节约焊接材料、改善劳动条件等优点而广泛应用于锅炉压力容器生产制造行业中。本文以16MnR钢制压力容器筒体焊接为例,总结了生产实践中所采取的焊接工艺,并介绍了焊接过程中应注意的事项与环节,以确保焊接质量。

1　焊接方法

在实际生产中,焊接10～36mm厚度的重要结构件,特别是要求很严格的二、三类压力容器筒体时,常在工件一面开60°Y形坡口,(一般坡口开在筒体内部),留6～8mm钝边,施焊一至数层(根据板厚确定),正面用碳弧气刨对焊缝进行清根,把未焊透及焊接缺陷(如气孔、夹杂等)刨掉,再用磨光机把刨槽内外的渗碳、渗铜,氧化层等磨掉,当有缺陷局部刨槽过深时,一般都采取焊条电弧焊补焊(材质要相同),使其达到一样的刨槽深度,然后用埋弧焊施焊1～2层,该焊接方法在压力容器生产制造中有比较广泛的应用。虽然工序多一些(开坡口、碳弧气刨等),但焊接质量容易保证。特别是焊缝外观成形美观,力学性能好,特别是低温冲击韧性容易保证。2　焊接材料

一般二、三类压力容器常用16MnR或16MnDR钢制造,其质量和规格应符合国标G B150—1998和产品的技术要求。根据等强原则和考虑要有较高的综合力学性能,所采用的焊材匹配如下:<4mm的H10Mn2焊丝, S J101焊剂。定位焊(补焊)用J507焊条,并要求使用前烘干。焊剂在使用前烘干300～350℃,并保温1～2h。

3　焊接工艺参数

采用美国林肯NA～3型埋弧焊机,直流反接,焊接试板厚为12mm。试验采用60°Y形坡口,钝边8mm,间隙0～1mm。对焊接电流、电压、焊速等工艺参数进行了焊接试验,正面焊后,反面用碳弧气刨清根(用<6mm 的碳棒刨深3mm左右),再焊接一层。焊后依据国标G B150—1998《钢制压力容器》等相关标准进行检验。其中σb>490MPa,弯曲角100°。X射线检验I级为合格。

通过多次试验,优选出了如表1所示的最佳焊接工艺参数,并经过实际生产中应用证明,所选用的焊材和焊接工艺是合理的。

表1　焊接工艺参数

板厚δ/mm焊接顺序焊丝直径d/mm焊接电流I/A电弧电压U/V焊接速度v/(cm・min)-1 12

正(里)4580～60031～3235～40

反(外)4620～65033～3435～40

4　焊接生产中应注意的事项

4.1　焊前应注意的事项

(1)焊前用磨光机把坡口两侧20mm内的铁锈打磨干净,露出金属光泽。清除坡口附近的铁锈及污物。最后用丙酮刷洗坡口附近的油污,等丙酮完全挥发后才能焊接。

(2)焊前焊剂要按规定的温度进行烘干并保温。下班前回收好焊剂,放到焊剂保温箱里并保温,以免受潮。

(3)焊剂要保持洁净,焊前把施焊部位清扫干净,切忌把铁锈等脏物混入焊剂中,影响焊缝质量。

(4)保证工件的装配质量,切忌强行组对,造成应力过大。

(5)焊前要定位焊好引弧板、焊接试板及收弧板,组对时一定注意对平对齐,同时间隙不宜过大,特别是带坡口时,引弧板(收弧板)和焊接试板一端也应割出一定坡口角度,与工件对好,防止焊件烧穿。

(6)焊前应把地线接牢固,对好焊嘴和指针,并注意

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焊接工件倾斜角度不宜大于6°。

4.2　焊接过程中应注意的事项

(1)选择工艺参数时应注意生产的实际情况,比如组对间隙过大(大于2mm)时,应减小焊接电流或加快焊速,必要时在焊接背面用焊条电弧焊进行封底,避免烧穿。

(2)焊接过程中,应始终对准焊缝中心,发现偏移及时调节。

(3)焊接过程中发现电弧在焊剂里燃烧不稳定,即出现“翻浆”现象时,就会出现烧穿或造成气孔、夹渣等缺陷,应及时停焊,查明原因,经修补后再继续施焊。

(4)为了使焊缝表面成形美观,要求盖面前道焊缝宽度不超过20mm,深度不低于1～2mm为宜。

(5)在保证焊缝质量的前提下,尽量减小焊接热输入,应采取小电流多道焊,并且要控制好层间温度小于150℃。第一层焊接时尽量要提高焊速,减小焊缝中母材所占的比例,通过采取以上措施,对提高焊接接头的力学性能,特别是低温冲击韧性大有好处。

5　效 果

在做好焊前准备工作的前提下,按照上述的焊接工艺参数,并在焊接过程中处理好应注意的环节和事项,圆满地完成核容器、储油罐、储液罐、汽油蒸发器、反应器、热交换器等各类压力容器500多台产品的焊接加工任务,既获得了优质的焊接质量,又提高了焊接生产率。创造了较高的经济效益。(

收稿日期　2004　04　20)作者简介:　李继辉,1956年出生,焊工技师。

高压缸进汽插管焊接修复

肇庆学院电子工程系(526061) 谷春艳　胡宝坚

哈尔滨汽轮机厂有限责任公司(150046) 赵玉疆　许文　

1　存在的问题

某汽轮机的高压外缸下半一高压进汽插管在进行例行的大修时,发现其已经沿插管根部发生断裂,造成了高压内、外缸之间漏气。

这种情况我们是第一次遇到,而且,高压外缸的生产工艺非常复杂,为了保证插管与汽缸对接焊缝能够焊透,还特别设计了一种新型对接坡口,满足了焊缝焊透以及X光探伤的要求。现在,面对高压进汽插管断裂的现实,唯一可行的办法就是现场重新为用户焊上一个新的高压进汽插管。

在厂内组焊时,对于高压外缸下半来说,是水平中分面向下垫平,从上边装配焊接高压进汽插管。特殊设计的焊接接头目的就是在氩弧焊封底的时侯,可以保证焊缝根部成形良好,保证完全焊透。现在,现场装配变换成从下向上装配,原来设计的坡口也失去了作用,而且,汽缸下半已经就位,焊接坡口无法机械加工,只能靠工人的经验和技巧进行手工修配,工作难度相当大。2　解决的方法

为此,我们经过认真分析,拟定了如下现场焊接修复方案。

(1)沿原焊缝下边缘,将残留的高压进汽插管部分用火焰切割的方法割下。

(2)用风动或者电动角

向砂轮打磨掉渗碳层和氧化

皮,依照原焊接坡口位置以

及图1的外形修配出现场装

焊用的焊接坡口。在保证氩

弧焊背面能够焊透、射线探

伤能够一次合格的情况下,坡

口开得应该尽量小。

(3)将要换上的新插管从下边与高压外缸下半上初步修配出的焊接坡口进行装配,同时在高压外缸内部测量这个插管和其他两个插管的相对位置,在保证它们相对位置符合原图样的情况下,进一步修配焊接坡口,如图1,保证装配时的坡口间隙。这时,将3个定位块从

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