CN101700599A - Sa335p91钢埋弧自动焊焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SA335P91钢埋弧自动焊焊接方法，在对焊口进行预热后，按照以下步骤进行焊接：先采用氩弧焊丝进行打底焊接；再采用手工电弧焊进行焊接；然后采用埋弧自动焊进行焊接；接着焊接完成后进行整体热处理；最后进行焊缝检验。本发明在埋弧自动焊焊接前进行氩弧焊打底工序，以防止根部氧化并确保焊接的定位问题，为以后的工序提供良好的基础。随着我国超临界机组的大力发展以及SA335P91材料的普及应用，该焊接工艺技术可以广泛应用于火力发电厂超临界机组工厂化配管中四大管道及锅炉管道的SA335P91材料焊口的焊接。
Description
技术领域
本发明属于焊接技术领域，特别涉及SA335P91钢埋弧自动焊焊接方法，主要应用于超临界机组工厂化配管中四大管道及锅炉管道的SA335P91材料焊口的焊接。
背景技术
SA335P91钢是一种改进的9Cr～1Mo马氏体耐热合金钢，具有良好的物理性能和高温蠕变强度，但因其合金含量高，焊接上有较大的技术难度，对焊接工艺和工艺参数很敏感，容易出现焊缝韧性低的问题。特别是随着600MW以上超临界、超超临界电站机组的大力发展，厚壁管道越来越多，传统的手工操作已不能满足工厂化配管的需要，成为制约配管水平的一个重要因素。因此，发展自动焊接，提高焊接质量，减轻焊工劳动强度，改善焊工劳动条件，提高焊接效率和社会经济效益，缩短施工工期是一个必然趋势。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供了一种焊接质量好、焊工劳动强度低、焊接效率高的SA335P91钢埋弧自动焊焊接方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：SA335P91钢埋弧自动焊焊接方法，在对焊口进行预热后，按照以下步骤进行焊接：
①.先采用氩弧焊丝进行打底焊接；
②.采用手工电弧焊进行焊接；
③.采用埋弧自动焊进行焊接；
④.焊接完成后进行整体热处理；
⑤.进行焊缝检验。
所述手工电弧焊或埋弧自动焊作业完成后如不能立即进行焊后热处理应进行消氢处理，温度为300～350℃，恒温2h以上，且在消氢处理前应先将焊缝温度降至90±10℃，恒温2h以上。
所述步骤①中氩弧焊的具体焊接步骤为：
①-1.先在待焊接处切割出坡口；
①-2.组对点焊：将坡口处清理干净至露出金属光泽，对口间隙控制在2～4mm，采用“定位块”方法点固；
①-3.氩弧焊前低温预热：预热温度在150～200℃，恒温保持两小时；
①-4.氩弧焊打底：氩弧焊焊接时，管子内壁必须进行充氩或使用免充氩保护剂进行根部保护，防止根部氧化，氩弧焊打底焊两层，厚度在5mm左右，焊丝规格φ2.4mm，焊接电流130～170A，电压10～15V。
所述步骤②中手工电弧焊的具体焊接步骤为：
②-1.电焊前预热：氩弧焊完毕，预热200～300℃，恒温0.5小时以上后再进行电焊填充；
②-2.电焊填充：填充第一层时，保持内部充氩状态，电焊填充选用φ3.2焊条，焊接电流100～140A，电压20～25V，电焊填充厚度10～15mm，施焊过程中确保层间温度在200～300℃，采用多层多道焊，φ3.2焊条每层厚度不超过3.2mm，摆动宽度不超过12.8mm。
所述埋弧自动焊焊接前需保证预热温度在200～300℃，自动焊焊丝直径选用φ3.2mm，焊丝杆伸长20～30mm，丝-壁间距小于焊丝直径φ3.2mm，导电嘴与工件距离20～30mm，焊接电流350～500A，焊接电压27～35V，焊接速度25～30m/h，在施焊过程中，应随时用测温仪测量，确保层间温度在200～300℃之间，采用多层多道焊，每层的焊道数在两道以上。
所述整体热处理采用高温回火，具体工艺参数为：
A.焊后热处理的升、降温速度≤150℃/h；
B.加热温度为760±10℃，恒温4h；
C.降温过程中，300℃以下可不控制。
在进行手工氩弧焊打底及手工电弧焊填充第一层时应保持内部充氩状态，氩气纯度≥99.99％。
采用上述焊接方法，与手工电弧焊相比，具有以下有益效果：
1.生产效率大幅度提高。埋弧焊可以使用较大的电流且热量集中，焊接速度快，生产效率比手工电弧焊提高3-5倍。
2.焊缝质量稳定可靠，焊缝成形美观。焊接规范可自动控制调整，保持稳定。焊剂保护效果好，防止空气对熔池金属的侵害。
3.改善劳动条件，降低劳动强度。因为电弧在焊剂层下燃烧，焊接时弧光不外透，且焊接烟雾小，同时焊机操作者距焊缝部位较远，大大改善了焊工的劳动条件。
4.因焊接过程自动化，焊接规范标准化，对焊接操作者的操作技能要求低。
5.节省焊接材料和电能，有利于成本控制。电弧在焊剂层下燃烧，热量流失少，消耗的电能相应减少，另外，焊丝金属没有飞溅损失，不会产生焊条头，能节省大量焊接金属材料。
本发明在埋弧自动焊焊接前进行氩弧焊打底工序，以防止根部氧化并确保焊接的定位问题，为以后的工序提供良好的基础。随着我国超临界机组的大力发展以及SA335P91材料的普及应用，该焊接工艺技术可以广泛应用于火力发电厂超临界机组工厂化配管中四大管道及锅炉管道的SA335P91材料焊口的焊接。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明当中埋弧自动焊工艺在进行焊接时的结构示意图；
图3是本发明当中热处理工艺的操作示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的SA335P91钢埋弧自动焊焊接方法，埋弧自动焊含前的准备工作有先采用氩弧焊丝进行打底焊接，再采用手工电弧焊进行焊接。
氩弧焊的具体焊接步骤为：
①.先在待焊接处切割出坡口；
②.组对点焊：将坡口处清理干净至露出金属光泽，对口间隙控制在2～4mm，采用“定位块”方法点固；
③.氩弧焊前低温预热：预热温度在150～200℃，恒温保持两小时；
④.氩弧焊打底：氩弧焊焊接时，管子内壁必须进行充氩或使用免充氩保护剂进行根部保护，防止根部氧化，氩弧焊打底焊两层，厚度在5mm左右，焊丝规格φ2.4mm，焊接电流130～170A，电压10～15V。
手工电弧焊的具体焊接步骤为：
①.电焊前预热：氩弧焊完毕，预热200～300℃，恒温0.5小时以上后再进行电焊填充；
②.电焊填充：填充第一层时，保持内部充氩状态，电焊填充选用φ3.2焊条，焊接电流100～140A，电压20～25V，电焊填充厚度10～15mm，施焊过程中确保层间温度在200～300℃，采用多层多道焊，φ3.2焊条每层厚度不超过3.2mm，摆动宽度不超过12.8mm。
在进行埋弧自动焊时，采用如图2的设备进行焊接，该设备为现有技术，主要由自动焊机1和滚轮支架2两部分组成。自动焊机1包括焊接电源3、控制箱4和自动焊车5。自动焊车5包括机头6、立柱7、横臂8、横臂9，立柱7上装有升降机构10，升降机构10用来调整横臂8的垂直高度，横臂9在横臂8上通过伸缩可调节机头6的水平距离，机头6上固定有焊丝盘11和焊剂漏斗12，导电嘴13在机头6下方使焊丝14与工件15之间形成回路；滚轮支架2主要用来放置工件15，并使工件15能够平稳、匀速转动，支架2有两套，由滚轮16及支架17组成，通过调整两个滚轮16的间距可以焊接不同直径的管子焊缝。
焊接时，焊丝14放置在焊丝盘11上，通过送丝机构18从导电嘴13伸出，焊剂漏斗12中装有烘干过的焊剂19，焊剂19从橡胶管20中流至工件15待焊位置；工件15水平放置在支架17上，调整两个滚轮16使工件15处于平衡状态，并通过滚轮16使工件15能够平稳、匀速转动；调整横臂8的垂直高度和横臂9的水平距离使导电嘴13位于焊缝中心正上方，打开焊剂漏斗12开关，供应焊剂19，接通焊接电源3，启动送丝机构18供给焊丝14，进行焊接，最终实现机械完成引燃电弧、焊接和结尾的焊接过程，替代人工作业。在进行埋弧自动焊焊接前需保证预热温度在200～300℃，自动焊焊丝直径选用φ3.2mm，焊丝杆伸长20～30mm，丝-壁间距小于焊丝直径φ3.2mm，导电嘴13与工件15距离20～30mm，焊接电流350～500A，焊接电压27～35V，焊接速度25～30m/h，在施焊过程中，应随时用测温仪测量，确保层间温度在200～300℃之间，采用多层多道焊，每层的焊道数在两道以上。
手工电弧焊或埋弧自动焊作业完成后如不能立即进行焊后热处理应进行消氢处理，温度为300～350℃，恒温2h以上，且在消氢处理前应先将焊缝温度降至90±10℃，恒温2h以上。在进行手工氩弧焊打底及手工电弧焊填充第一层时应保持内部充氩状态，氩气纯度≥99.99％。
如图3，该图当中的前段所示的是氩弧焊、手工电弧焊以及消氢处理时的预热、加热或冷却温度及时间参数，上面已经叙述到，此处不再赘述。
埋弧自动焊后，对焊缝进行整体热处理，如图3的后段所示，焊后热处理的升、降温速度≤150℃/h，升温速度根据壁厚确定，温度升高到760±10℃时，恒温4h，再进行降温，降温速度也根据壁厚确定，在温度降到300℃以下可不控制，在空气中冷却即可。最后进行焊缝检验，采用探伤仪、硬度仪或光谱仪进行无损检测，检测合格后进行工艺保养，不合格再进行热处理。
Claims (7)
1.SA335P91钢埋弧自动焊焊接方法，其特征在于：在对焊口进行预热后，按照以下步骤进行焊接：
①.先采用氩弧焊丝进行打底焊接；
②.采用手工电弧焊进行焊接；
③.采用埋弧自动焊进行焊接；
④.焊接完成后进行整体热处理；
⑤.进行焊缝检验。
2.根据权利要求1所述的SA335P91钢埋弧自动焊焊接方法，其特征在于：所述手工电弧焊或埋弧自动焊作业完成后如不能立即进行焊后热处理应进行消氢处理，温度为300～350℃，恒温2h以上，且在消氢处理前应先将焊缝温度降至90±10℃，恒温2h以上。
3.根据权利要求1或2所述的SA335P91钢埋弧自动焊焊接方法，其特征在于：所述步骤①中氩弧焊的具体焊接步骤为：
①-1.先在待焊接处切割出坡口；
①-2.组对点焊：将坡口处清理干净至露出金属光泽，对口间隙控制在2～4mm，采用“定位块”方法点固；
①-3.氩弧焊前低温预热：预热温度在150～200℃，恒温保持两小时；
①-4.氩弧焊打底：氩弧焊焊接时，管子内壁必须进行充氩或使用免充氩保护剂进行根部保护，防止根部氧化，氩弧焊打底焊两层，厚度在5mm左右，焊丝规格φ2.4mm，焊接电流130～170A，电压10～15V。
4.根据权利要求3所述的SA335P91钢埋弧自动焊焊接方法，其特征在于：所述步骤②中手工电弧焊的具体焊接步骤为：
②-1.电焊前预热：氩弧焊完毕，预热200～300℃，恒温0.5小时以上后再进行电焊填充；
②-2.电焊填充：填充第一层时，保持内部充氩状态，电焊填充选用φ3.2焊条，焊接电流100～140A，电压20～25V，电焊填充厚度10～15mm，施焊过程中确保层间温度在200～300℃，采用多层多道焊，φ3.2焊条每层厚度不超过3.2mm，摆动宽度不超过12.8mm。
5.根据权利要求4所述的SA335P91钢埋弧自动焊焊接方法，其特征在于：所述埋弧自动焊焊接前需保证预热温度在200～300℃，自动焊焊丝直径选用φ3.2mm，焊丝杆伸长20～30mm，丝-壁间距小于焊丝直径φ3.2mm，导电嘴与工件距离20～30mm，焊接电流350～500A，焊接电压27～35V，焊接速度25～30m/h，在施焊过程中，应随时用测温仪测量，确保层间温度在200～300℃之间，采用多层多道焊，每层的焊道数在两道以上。
6.根据权利要求5所述的SA335P91钢埋弧自动焊焊接方法，其特征在于：所述整体热处理采用高温回火，具体工艺参数为：
A.焊后热处理的升、降温速度≤150℃/h；
B.加热温度为760±10℃，恒温4h；
C.降温过程中，300℃以下可不控制。
7.根据权利要求6所述的SA335P91钢埋弧自动焊焊接方法，其特征在于：在进行手工氩弧焊打底及手工电弧焊填充第一层时应保持内部充氩状态，氩气纯度≥99.99％。
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