焊接技术论文

Cr-Mo 不锈钢复合板的焊接

作者：哈尔滨锅炉厂 李志杰 赵玉虹 滕晓梅

我公司为某化肥厂制造的气化

炉主要受压元件材料为SA387Gr11CL2/304L （δ84mm+4mm ），由日本宇部工业兴产株式会社按ASME-Ⅱ（1989年版）提供。该材料相当于1.25Cr-0.5Mo 耐热钢，焊接裂纹敏感性较高，焊接过程易产生冷裂纹。为满足复合板焊后复层的含碳量不大于0.02%的要求，必须选择合理的焊接材料和焊接工艺。

1 焊接材料与焊接方法

SA387Gr11CL2/304L 钢淬硬倾向较大，焊接冷却过程中，熔区和热影响区易产生马氏体组织，为避产生马氏体组织，保证焊接接头的力学性能，采用SMAW+NGSAW （窄间隙埋弧自动焊）的焊接方法。

基层采用SMAW+NGSAW 方法，选用CMA96焊条和US-511N/PF-200焊丝。焊剂；不锈钢过渡层采用SMAW 方法，选用含碳量较低、抗裂性较好且Cr-Ni 含碳量较高的WEL309L 焊条；复层采用SMAW 方法选用含碳量更低的WEL308ULC 焊条。

母材及焊接材料的化学成分见表1和表2。

2焊接工艺

2.1 焊前准备

（1）加要坡口、装焊。坡口形式及尺寸见图1。

（2）焊前清除焊丝表面和焊接坡口及其两侧各20mm范围内的氧化层、油污、水分、锈蚀等，不锈钢复材两侧至少250mm范围内涂上防飞溅涂料，对坡口侧进行MT检查。基材焊缝表面应距复合界面1-1.2mm，焊缝余高修磨为零。

2.2焊接顺序及焊接工艺参数

焊接顺序见图2；手工电弧焊→窄间隙埋弧自动焊→手工电弧焊（一层过渡层）→手工电弧焊（两层复层）。

焊接工艺参数见表3。

2.3焊前预热、焊后消氢及热处理

厚板材料的焊前预接、焊后消氢及热处理是防止焊接裂纹的重要工艺措施，该焊缝易产生冷裂纹，防止冷裂纹常采用提高预热温度及焊接线能量的方法，但预热温度及焊接线能量过高会导致焊缝金属晶粒粗大，造成热影响区的脆化，接头韧性得不到保证。通过试验确定预热温度≥150℃（基材），层间温度控制在300℃以内，焊后立即进行（300~350）℃/2 h消氢处理。过渡层因是异种钢焊接，经试验确定其预热温度≥120℃，层间温度不超过200℃。复层焊接不预热，层间温度低于150℃。

因材料的焊接性较差，筒体较厚，制造周期较长，为防止焊缝产生延迟裂纹及焊接变形，减少不锈钢过渡层焊接时熔合区及热影呼区的淬硬程度，基材焊完后立即进行中间热处理（≤400℃升温速度60℃/ h），以提高接头的综合力学性能及接头的高温蠕变强度和组织和稳定性，降低焊缝和热影响区的硬度。

2.4操作要求

（1）过渡层焊接时应先焊R处焊道，然后再焊其它焊道，搭接量为35%-45%，厚度应严格控制在2.0-2.5mm，应同时熔合基材焊缝、基材母材和复材母材，确保盖满革格焊缝和基材母材。

（2）复层焊接应严格控制层间温度，防止过热。

（3）过渡层和复层的焊接，在保证熔合良好的前提下，尽可能采用低热输入量施焊，即降低熔合比。采用小直径焊条、低焊接电流、窄焊道技术、快速焊。

（4）窄间隙埋弧自动焊，首层焊一道，以后各层分别焊两道。

3焊接检验

基材焊完经100%RT+100%MT检查，过渡层焊完后100%RT检查，复焊完

100%RT+100%PT检查，最终热泪盈眶处理后经100%MT+100%PT检查。

4结论

（1）SA387Gr11CL2/304复合板的焊接，过渡层采用φ3.2mm的WEL309L焊一层。复层选用φ4.0mm的WEL308ULC焊二层，达支了焊后复层含碳量不大于0.02%的要求。（2）对于大型厚壁容器的焊接，采用窄间隙埋弧自动焊可靠适用，有利于保证焊接质量此次产品的焊，为今后施焊此类厚度容器积累了大量技术数据和制造经验。(end)