CN104014916B - F91阀体与10CrMo910配管异种钢焊接方法 - Google Patents

F91阀体与10CrMo910配管异种钢焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及金属加工工艺，具体的是一种F91阀体与10CrMo910配管异种钢焊接方法。本发明提出了一种F91阀体与10CrMo910配管异种钢焊接方法，阀体F91进口与10CrMo910配管进行异种钢对接焊，解决焊接性能较差的工艺问题，掌握焊接过程中的核心技术，形成具有自己特色的工艺规范，获得可观的经济效益。本发明的优点是：阀体材料：F91;配管材料：10CrMo910;焊接材料：焊条A307打底，R407盖面，四种材料焊成一体；阀门加上配管作用是：降低煤耗、提高热效率，使机组运行可靠，不断增加，提高经济效益;解决异种钢焊接性能较差的工艺问题，掌握焊接过程中的核心技术。

Description

F91阀体与10CrMo910配管异种钢焊接方法
技术领域
本发明涉及金属加工工艺，具体的是一种F91阀体与10CrMo910配管异种钢焊接方法。
背景技术
随着我国火电事业的不断发展，超( 超) 临界火电机组的运用越来越多，F91材料以其优异的性能发挥着重要作用。阀门进口加一个配管,起到节省能源的作用。
F91耐热钢材料合金总量高，导热性能和焊接性能差，容易出现裂纹，因此该钢焊前必需预热和焊后必需热处理才能达到要求。
在F91阀体与10CrMo910配管异种钢对接焊的过程中，存在着合格率低，焊后裂纹及延时裂纹频次较高的问题。解决的办法是做焊接工艺性能试验，进行研究，掌握焊接过程中的关键技术，不断改进，解决难题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种F91阀体与10CrMo910配管异种钢焊接方法，阀体F91进口与10CrMo910配管进行异种钢对接焊，解决焊接性能较差的工艺问题，掌握焊接过程中的核心技术，形成具有自己特色的工艺规范，获得可观的经济效益。
为了达到上述发明目的，本发明提出了以下方案：
F91阀体与10CrMo910配管异种钢焊接方法，具体在于以下步骤：
第一步：确认F91阀体的材质为Cr9Mo1V钢，属于马氏体型耐热钢；
第二步：确认与阀体配套的10CrMo910配管的材质属2.25Cr-1Mo低合金珠光体耐热钢；
第三步：选用型号R407焊条和A307焊条，焊条的直径为Ф4、Ф3.2；
第四步：烘焙焊条：
(a)R407焊条：烘培温度为300℃-350℃，烘焙时间是1h；
(b)A307焊条：烘培温度为150℃-200℃，烘焙时间是1h；
第五步：采用加热带预热工件，阀体预热温度为450℃-480℃，预热时间2h，配管预热温度为300℃-350℃，预热2小时；
第六步：焊接：
（a)焊A307:
先用焊条A307将阀体和配管点焊连接，然后校正阀体与配管位置，最后用焊条A307进行打底焊；焊接电流70-130A；
（b)焊R407:
用R407焊条盖面焊接，层间温度250℃-300℃，焊接电流140-160A；
第七步：焊后热处理采用回火工艺，温度为730℃±10℃，保温2.5h；
第八步：对焊接部位进行射线探伤。
对焊接部位进行射线探伤是按照GB3323《钢焊缝射线照相及底片等级分类法》的标准实施。
本发明的优点是：阀体材料： F91; 配管材料：10CrMo910 ;焊接材料：焊条A307打底，R407盖面，四种材料焊成一体；阀门加上配管作用是：降低煤耗、提高热效率，使机组运行可靠，不断增加，提高经济效益;解决异种钢焊接性能较差的工艺问题，掌握焊接过程中的核心技术。
附图说明
图1是本发明的示意图。
图中：阀体1，配管2，焊接部位3。
具体实施方式
为了更进一步的说明本发明的制作过程，以及采用该制作方法所获得的优点，下面结合附图1进一步的描述。
一、材料的基本性能：
1.F91阀体材料：
（1）F91钢的基本性能：
F91钢的材料为Cr9Mo1V钢，属于马氏体型耐热钢，钢中主要元素：
（1）钒元素能提高室温、中温强度和热强性，增加钢在高温下的组织稳定性，改善低碳合金钢的焊接性能。
（2）铬元素能提高钢的抗氧化性、抗腐蚀性及高温强度。
（3）钼元素主要是提高强度并抑制铬钢的热脆性倾向。
F91钢具有较大的淬硬倾向和冷裂倾向，焊接时可能产生冷裂纹和热裂纹，因此该钢焊前必需预热和焊后必需热处理才能达到要求。
（2）F91钢的焊接性能：
a．化学成份：
b．机械性能：
c．焊接性能：
F91钢是中合金钢，合金含量较高，Cr、Mo元素含量分别达到9.50%和1.05%，使其具有相当的空淬性，Cr、Mo、Mn、Ni等元素都可以显著地提高钢的淬硬性，在焊接过程中易产生裂纹。F91钢在不预热条件下焊接裂纹达100%。F91钢的可焊性较差，焊接时需要采用严格的焊前预热、焊后热处理等工艺措施，才能保证焊接质量。
2.10CrMo910配管材料：
（1）10CrMo910钢的基本性能：
10CrMo910钢属2.25Cr-1Mo低合金珠光体耐热钢，广泛用于壁温小于570℃的锅炉钢管和蒸汽管道，具有良好的工艺性能和较好的焊接性。该钢对热处理不太敏感，对厚度不大于8mm的管子焊后可不进行热处理，但由于该钢的淬透性和淬硬性很大，在焊接过程中易产生硬脆的马氏体组织，容易产生裂纹，所以焊接要预热。
(2) 10CrMo910钢的焊接性能：
a．化学成份：
b．机械性能：
c．焊接性能：
10CrMo910钢是珠光体低合金钢，合金含量较高，Cr、Mo元素抗裂性差，是裂纹产生的主要原因。10CrMo910钢在不预热条件下焊接裂纹达100%。10CrMo910钢的可焊性较差，焊接时需要采用严格的焊前预热、焊后热处理等工艺措施，才能保证焊接质量。
3. R407焊条材料：
（1）R407焊条的基本性能：
A.特点：
R407是低氢钠型药皮的含Cr2.5%-Mo1%的珠光体耐热钢焊条，直流反接，可全位置焊接。焊接应根据结构特点进行适当的预热及焊后热处理。
B.用途：
用于焊接工作温度在Cr2.5%-Mo1%类550℃以下的珠光体耐热钢结构，高温高压锅炉管道等，合成化工设备，石油设备等。
（2）R407焊条的化学成份和机械性能：
a. R407焊条的化学成份：
b．R407焊条的机械性能：
4. A307焊条材料：
1、A307不锈钢特点：
A307是碱性药皮的Cr23Ni13不锈钢焊条，熔敷金属具有良好的抗裂性能及抗氧化性能。采用直流反接，可进行全位置焊接。用于焊接同类型的不锈钢、异种钢及高铬钢、高锰钢等。
（c)A307焊条的化学成份和机械性能：
a．A307焊条的化学成份：
C Mn Si Cr P S Cu Ni Mo
0.15 0.5-2.5 0.90 22.0-25.0 0.040 0.030 0.75 12.0-14.0 0.75
b．A307焊条的机械性能：
二、焊接工艺：
（1）材料：
阀体材料F91与配管10CrMo910材料不同，加上焊条 A307和焊条R407，共四种材料焊接完成。
（2）步骤：
先把阀体与配管点焊，然后用A307焊条打底，最后用R407焊条盖面，四种材料焊接在一起。
(3) 工艺:
A:焊条烘培：
(a)R407焊条：
1.烘培温度：300℃-350℃X1h。
2.焊条直径：Ф4
(b)A307焊条：
1.烘培温度：150℃-200℃X1h。
2.焊条直径：Ф3.2
B:预热：
(1)阀体预热：450℃-480℃X2h。
(2)配管预热：300℃-350℃X2h。
C:焊接：
（a)焊A307:
先用焊条点焊，然后校正，最后打底焊。焊接电流70-130A。
（b)焊R407:
层间温度250℃-300℃，焊接电流140-160A。
D:焊后热处理:
焊后热处理采用回火工艺：温度为730℃±10℃，保温2.5h。
三、检验：
对焊接部位进行射线探伤，按照GB3323《钢焊缝射线照相及底片等级分类法》的标准实施。

Claims (2)

1.F91阀体与10CrMo910配管异种钢焊接方法，其特征在于包含以下步骤：
第一步：确认F91阀体的材质为Cr9Mo1V钢，属于马氏体型耐热钢；
第二步：确认与阀体配套的10CrMo910配管的材质属2.25Cr-1Mo低合金珠光体耐热钢；
第三步：选用型号R407焊条且焊条的直径为Ф4；型号A307焊条且焊条的直径为Ф3.2；
第四步：烘焙焊条：
(a)R407焊条：烘培温度为300℃-350℃，烘焙时间是1h；
(b)A307焊条：烘培温度为150℃-200℃，烘焙时间是1h；
第五步：采用加热带预热工件，阀体预热温度为450℃-480℃，预热时间2h，配管预热温度为300℃-350℃，预热2小时；
第六步：焊接：
(a)焊A307:
先用焊条A307将阀体和配管点焊连接，然后校正阀体与配管位置，最后用焊条A307进行打底焊；焊接电流70-130A；
(b)焊R407:
用R407焊条盖面焊接，层间温度250℃，焊接电流140-160A；
第七步：焊后热处理采用回火工艺，温度为730℃，保温2.5h；
第八步：对焊接部位进行射线探伤。
2.根据权利要求1所述的F91阀体与10CrMo910配管异种钢焊接方法，其特征是对焊接部位进行射线探伤是按照GB3323《钢焊缝射线照相及底片等级分类法》的标准实施。
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