CN102151954A - 集箱管座角焊缝焊接的操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种HRSG P91集箱管座角焊缝焊接的操作方法，解决了锅炉集箱上采用SA-335P91材料用传统焊接方法所存在的问题。采用集箱管座角焊缝的打底层焊接，管座角焊缝的中间层焊接，管座角焊缝盖面层的焊接，多层多道及尽量不摆动的焊接操作方法，并在盖面时形成退火焊道。能适当减少线能量，使超声波探伤的一次合格率达到了99％以上，有效的防止了打底层的内凹、裂纹等缺陷，而且保持焊缝金属表面平整及美观。
Description
技术背景：
本发明涉及到HRSG P91集箱管座角焊缝焊接的操作方法。
背景技术：
随着电力工业的发展，我国电站锅炉逐步向高温、高压、大容量的方向发展，锅炉的运行参数不断提高。为了满足锅炉发展的需要，所以对锅炉部件选用的材料也提出了更高的要求，高温、高压部件的用材逐步向高合金化的方向发展。这些高合金材料在锅炉部件中的应用，对锅炉的制造增加了一定的难度，特别是最近几年在锅炉集箱上采用了SA-335 P91材料。SA-335 P91系9Cr1MoVNb马氏体耐热钢，该材料合金成分相对较高，其焊接性能较差，主要表现在熔敷金属的表面张力大，粘度大，流动性差，易造成焊缝的夹渣和未熔合等焊接缺陷；焊接时如不采取保护措施，易造成合金成分的烧损和氧化，焊缝成形差。特别是集箱管座角焊缝的焊接采用的是手工电弧焊方法，操作难度就更大。为此我们在实际产品焊接操作中不断摸索，并总结出一套适用于HRSG P91集箱管座角焊缝焊接的操作方法。
发明内容：
本发明的目的就是要提供一种HRSG P91集箱管座角焊缝焊接的操作方法，它能克服目前锅炉集箱上采用了SA-335 P91材料，焊接性能较差的问题。本发明的目的是这样实现的，集箱管座角焊缝焊接的操作方法，其特征在于：焊接步骤如下，
一.集箱管座角焊缝的打底层焊接
1.1管座角焊缝打底焊，采用手工氩弧焊，由于材料焊接性差，焊接坡口两侧一定要清理干净，不能有锈、油、水等杂质；管座的坡口钝边为1.0mm，并有一定的直段，管座与集箱本体不留间隙；
1.2SA-335 P91材料容易出现焊接裂纹，因此在打底焊时，熔敷金属的厚度不能太薄，以防止由于熔敷金属界面积小，不能承受应力而产生焊接裂缝，一般焊缝金属厚度控制在2-3mm；打底焊时要根据材料熔化性差，易产生内凹的特点，采用渗透法，即将焊丝贴在熔孔前方的坡口上，手把微动，一边熔化坡口面，一边将焊丝熔化填进熔池；中间停顿时要填满弧坑，将焊接电弧移到管座的坡口面，电弧要逐步衰减，防止弧坑裂纹；中间起弧时，塔接焊缝长度为5-7mm，加热后待焊缝出现熔孔，才能再将焊丝填上继续焊接；有效的防止了打底层的内凹、裂纹等缺陷；
1.3SA-335 P91材料为高合金钢，特别是铬量较高，焊缝金属容易氧化，虽然采用氩弧焊打底能保证表面焊缝金属不被氧化，但焊缝背面受管座内壁空气的侵袭容易氧化，造成根部焊缝成形差、内凹、未熔合等焊缝缺陷，所以在进行氩弧焊焊接时一定要在管座内壁充氩气保护，一般氩气的流量控制在7-8L/min，使管座内壁根部焊缝得到保护，防止产生根部焊缝氧化、内凹、未熔合等焊接缺陷；管座内壁充氩气流量不能太大，以免由于管座内壁气体压力高而影响焊接的正常进行；
1.4管座在进行氩弧焊打底前，要对集箱本体及管座进行预热，预热温度为≥100℃，并要保证预热温度的均匀性；
二.管座角焊缝的中间层焊接
管座角焊缝进行氩弧焊打底焊后，在达到规定的预热温度≥200℃条件下，应立即采用手工电弧焊焊接；第一层采用小电流、小直径焊条焊接，焊条直径为φ3.2mm，是为了防止打底焊缝被焊穿和保证焊条能深入到坡口内，保证焊缝根部及坡口两侧充分熔合；在最初2道手工焊时，管座内壁仍需通氩气保护，防止管座内壁根部焊缝的氧化；中间层焊接的道数比较多，容易产生夹渣、未熔合、气孔等焊接缺陷；为了防止产生焊接缺陷可采用如下方法：
2.1在操作时尽量不要让焊缝形成死角，焊接时应密切注意管座一侧坡口面的焊接情况，并做好“道道清”，避免产生夹渣和未熔合；
2.2焊条的运条速度。焊条运条速度即为焊接速度，也是单位时间内完成的焊缝长度，一般来讲，在保证焊缝高度和宽度一致的基础上可采用较大直径的焊条，焊条直径一般为φ4.0mm和较大的焊接电流，并适当增大焊接速度，以保证焊缝质量。在焊接操作时，发现焊缝金属表面凹凸不平，在凸处可加快焊接速度，使焊缝金属焊得薄一点，在凹处略慢降低焊接速度，让焊缝金属焊得厚一点，保持焊缝金属表面平整及美观。
2.3如图1、2所示，在手工焊的中间层焊接时，其焊接位置处于横焊位置，焊接的轨迹是一种马鞍型的轨迹形式；在焊接过程中，随着管座角焊缝焊接厚度的不断增加，其马鞍型的落差量也在不断的增加；由于在熔敷金属的重力作用下，使熔敷金属下淌，在集箱本体侧易产生未焊透；还有就是马鞍型的上坡焊、下坡焊时熔敷金属倒流、前冲，易产生焊瘤及未焊透；另外焊接层数较多时，管座上焊口夹角变小，焊接时容易产生夹渣等焊接缺陷。这时要特别注意，通过正确的排道来改变状况，保证良好的焊接成形，防止焊接缺陷的产生。
2.4焊接过程中要严格控制焊接最低预热温度≥200℃和焊接最高层间温度≤300℃。当超过规定温度范围时，应立即停止施焊，重新进行加热或冷却后再继续进行施焊。
3管座角焊缝盖面层焊接
3.1如图3所示，起弧点和熄弧点的焊接
管座角焊缝焊接的起弧点一般从9点开始，经过6点到3点熄弧，完成半个圆的焊接。然后再从3点起弧到9点熄弧，完成另半个圆的焊接。每道焊缝的熄弧和起弧点应相互交叉错开，并且要保证每道焊缝有一定的搭接量为L，所述的L＝20mm，确保接头充分焊透，避免产生夹渣和未熔合等焊接缺陷。
3.2管座角焊缝盖面层的焊接
在管座角焊缝的高度、宽度达到图纸要求时，对于集箱本体和管座本体边缘的焊缝上，再用φ3.2mm小直径焊条各施焊一道焊缝，使原来边缘处的焊缝形成退火焊道，改善边缘焊缝的性能，防止熔合线和热影响区的焊接裂纹。本发明能适当减少线能量，采用多层多道及尽量不摆动的焊接操作方法，并在盖面时形成退火焊道。在实际生产中取得了较好的效果，超声波探伤的一次合格率达到了99％以上，有效的防止了打底层的内凹、裂纹等缺陷，而且保持焊缝金属表面平整及美观。
附图说明：
图1是本发明中间层焊接示意图之一；
图2是本发明中间层焊接示意图之二；
图3是本发明管座角焊缝盖面层焊接，起弧点和熄弧点的焊接示意图；
9表示起弧点从9点开始，经过6点，3表示熄弧点。
具体实施方式：下面结合附图对本发明作进一步说明；
集箱管座角焊缝焊接的操作方法，其特征在于：焊接步骤如下
一.集箱管座角焊缝的打底层焊接
1.1管座角焊缝打底焊，采用手工氩弧焊，由于材料焊接性差，焊接坡口两侧一定要清理干净，不能有锈、油、水等杂质；管座的坡口钝边为1.0mm，并有一定的直段，管座与集箱本体不留间隙；
1.2SA-335 P91材料容易出现焊接裂纹，因此在打底焊时，熔敷金属的厚度不能太薄，以防止由于熔敷金属界面积小，不能承受应力而产生焊接裂缝，一般焊缝金属厚度控制在2-3mm；打底焊时要根据材料熔化性差，易产生内凹的特点，采用渗透法，即将焊丝贴在熔孔前方的坡口上，手把微动，一边熔化坡口面，一边将焊丝熔化填进熔池；中间停顿时要填满弧坑，将焊接电弧移到管座的坡口面，电弧要逐步衰减，防止弧坑裂纹；中间起弧时，塔接焊缝长度为5-7mm，加热后待焊缝出现熔孔，才能再将焊丝填上继续焊接；有效的防止了打底层的内凹、裂纹等缺陷；
1.3SA-335 P91材料为高合金钢，特别是铬量较高，焊缝金属容易氧化，虽然采用氩弧焊打底能保证表面焊缝金属不被氧化，但焊缝背面受管座内壁空气的侵袭容易氧化，造成根部焊缝成形差、内凹、未熔合等焊缝缺陷，所以在进行氩弧焊焊接时一定要在管座内壁充氩气保护，一般氩气的流量控制在7-8L/min，使管座内壁根部焊缝得到保护，防止产生根部焊缝氧化、内凹、未熔合等焊接缺陷；管座内壁充氩气流量不能太大，以免由于管座内壁气体压力高而影响焊接的正常进行；
1.4管座在进行氩弧焊打底前，要对集箱本体及管座进行预热，预热温度为≥100℃，并要保证预热温度的均匀性；
二.管座角焊缝的中间层焊接
管座角焊缝进行氩弧焊打底焊后，在达到规定的预热温度≥200℃条件下，应立即采用手工电弧焊焊接；第一层采用小电流、小直径焊条焊接，焊条直径为φ3.2mm，是为了防止打底焊缝被焊穿和保证焊条能深入到坡口内，保证焊缝根部及坡口两侧充分熔合；在最初2道手工焊时，管座内壁仍需通氩气保护，防止管座内壁根部焊缝的氧化；中间层焊接的道数比较多，容易产生夹渣、未熔合、气孔等焊接缺陷；为了防止产生焊接缺陷可采用如下方法：
2.1在操作时尽量不要让焊缝形成死角，焊接时应密切注意管座一侧坡口面的焊接情况，并做好“道道清”，避免产生夹渣和未熔合；2.2焊条的运条速度。焊条运条速度即为焊接速度，也是单位时间内完成的焊缝长度，一般来讲，在保证焊缝高度和宽度一致的基础上可采用较大直径的焊条，焊条直径一般为φ4.0mm和较大的焊接电流，并适当增大焊接速度，以保证焊缝质量。在焊接操作时，发现焊缝金属表面凹凸不平，在凸处可加快焊接速度，使焊缝金属焊得薄一点，在凹处略慢降低焊接速度，让焊缝金属焊得厚一点，保持焊缝金属表面平整及美观。
2.3如图1、2所示，在手工焊的中间层焊接时，其焊接位置处于横焊位置，焊接的轨迹是一种马鞍型的轨迹形式；在焊接过程中，随着管座角焊缝焊接厚度的不断增加，其马鞍型的落差量也在不断的增加；由于在熔敷金属的重力作用下，使熔敷金属下淌，在集箱本体侧易产生未焊透；还有就是马鞍型的上坡焊、下坡焊时熔敷金属倒流、前冲，易产生焊瘤及未焊透；另外焊接层数较多时，管座上焊口夹角变小，焊接时容易产生夹渣等焊接缺陷。这时要特别注意，通过正确的排道来改变状况，保证良好的焊接成形，防止焊接缺陷的产生。
2.4焊接过程中要严格控制焊接最低预热温度≥200℃和焊接最高层间温度≤300℃。当超过规定温度范围时，应立即停止施焊，重新进行加热或冷却后再继续进行施焊。
3管座角焊缝盖面层焊接
3.1如图3所示，起弧点和熄弧点的焊接
管座角焊缝焊接的起弧点一般从9点开始，经过6点到3点熄弧，完成半个圆的焊接。然后再从3点起弧到9点熄弧，完成另半个圆的焊接。每道焊缝的熄弧和起弧点应相互交叉错开，并且要保证每道焊缝有一定的搭接量为L，所述的L＝20mm，确保接头充分焊透，避免产生夹渣和未熔合等焊接缺陷。
3.2管座角焊缝盖面层的焊接
在管座角焊缝的高度、宽度达到图纸要求时，对于集箱本体和管座本体边缘的焊缝上，再用φ3.2mm小直径焊条各施焊一道焊缝，使原来边缘处的焊缝形成退火焊道，改善边缘焊缝的性能，防止熔合线和热影响区的焊接裂纹。
Claims (3)
1.集箱管座角焊缝焊接的操作方法，其特征在于：集箱管座角焊缝的打底层焊接
1.1管座角焊缝打底焊，采用手工氩弧焊，由于材料焊接性差，焊接坡口两侧一定要清理干净，不能有锈、油、水等杂质；管座的坡口钝边为1.0mm，并有一定的直段，管座与集箱本体不留间隙；
1.2SA-335P91材料容易出现焊接裂纹，因此在打底焊时，熔敷金属的厚度不能太薄，以防止由于熔敷金属界面积小，不能承受应力而产生焊接裂缝，一般焊缝金属厚度控制在2-3mm；打底焊时要根据材料熔化性差，易产生内凹的特点，采用渗透法，即将焊丝贴在熔孔前方的坡口上，手把微动，一边熔化坡口面，一边将焊丝熔化填进熔池；中间停顿时要填满弧坑，将焊接电弧移到管座的坡口面，电弧要逐步衰减，防止弧坑裂纹；中间起弧时，塔接焊缝长度为5-7mm，加热后待焊缝出现熔孔，才能再将焊丝填上继续焊接；有效的防止了打底层的内凹、裂纹等缺陷；
1.3SA-335P91材料为高合金钢，特别是铬量较高，焊缝金属容易氧化，虽然采用氩弧焊打底能保证表面焊缝金属不被氧化，但焊缝背面受管座内壁空气的侵袭容易氧化，造成根部焊缝成形差、内凹、未熔合等焊缝缺陷，所以在进行氩弧焊焊接时一定要在管座内壁充氩气保护，一般氩气的流量控制在7-8L/min，使管座内壁根部焊缝得到保护，防止产生根部焊缝氧化、内凹、未熔合等焊接缺陷；管座内壁充氩气流量不能太大，以免由于管座内壁气体压力高而影响焊接的正常进行；
1.4管座在进行氩弧焊打底前，要对集箱本体及管座进行预热，预热温度为≥100℃，并要保证预热温度的均匀性；
2.集箱管座角焊缝焊接的操作方法，其特征在于：管座角焊缝的中间层焊接管座角焊缝进行氩弧焊打底焊后，在达到规定的预热温度≥200℃条件下，应立即采用手工电弧焊焊接；第一层采用小电流、小直径焊条焊接，焊条直径为φ3.2mm，是为了防止打底焊缝被焊穿和保证焊条能深入到坡口内，保证焊缝根部及坡口两侧充分熔合；在最初2道手工焊时，管座内壁仍需通氩气保护，防止管座内壁根部焊缝的氧化；中间层焊接的道数比较多，容易产生夹渣、未熔合、气孔等焊接缺陷；为了防止产生焊接缺陷可采用如下方法：
2.1在操作时尽量不要让焊缝形成死角，焊接时应密切注意管座一侧坡口面的焊接情况，并做好“道道清”，避免产生夹渣和未熔合；
2.2焊条的运条速，焊条运条速度即为焊接速度，也是单位时间内完成的焊缝长度，一般来讲，在保证焊缝高度和宽度一致的基础上可采用较大直径的焊条，焊条直径一般为φ4.0mm和较大的焊接电流，并适当增大焊接速度，以保证焊缝质量；在焊接操作时，发现焊缝金属表面凹凸不平，在凸处可加快焊接速度，使焊缝金属焊得薄一点，在凹处略慢降低焊接速度，让焊缝金属焊得厚一点，保持焊缝金属表面平整及美观；
2.3在手工焊的中间层焊接时，其焊接位置处于横焊位置，焊接的轨迹是一种马鞍型的轨迹形式；在焊接过程中，随着管座角焊缝焊接厚度的不断增加，其马鞍型的落差量也在不断的增加；由于在熔敷金属的重力作用下，使熔敷金属下淌，在集箱本体侧易产生未焊透；还有就是马鞍型的上坡焊、下坡焊时熔敷金属倒流、前冲，易产生焊瘤及未焊透；另外焊接层数较多时，管座上焊口夹角变小，焊接时容易产生夹渣、焊接缺陷；必须通过正确的排道来改变状况，保证良好的焊接成形，防止焊接缺陷的产生；
2.4焊接过程中要严格控制焊接最低预热温度≥200℃和焊接最高层间温度≤300℃。当超过规定温度范围时，应立即停止施焊，重新进行加热或冷却后再继续进行施焊。
3.集箱管座角焊缝焊接的操作方法，其特征在于：管座角焊缝盖面层的焊接，
3.1管座角焊缝焊接的起弧点一般从9点开始，经过6点到3点熄弧，完成半个圆的焊接；然后再从3点起弧到9点熄弧，完成另半个圆的焊接；每道焊缝的熄弧和起弧点应相互交叉错开，并且要保证每道焊缝有一定的搭接量为L，所述的L＝20mm，确保接头充分焊透，避免产生夹渣和未熔合等焊接缺陷；
3.2在管座角焊缝的高度、宽度达到图纸要求时，对于集箱本体和管座本体边缘的焊缝上，再用φ3.2mm小直径焊条各施焊一道焊缝，使原来边缘处的焊缝形成退火焊道，改善边缘焊缝的性能，防止熔合线和热影响区的焊接裂纹。
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| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20110817 |