CN105234598A - 一种超超临界汽轮机组cb2铸件材料补焊方法 - Google Patents

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赵鹏飞
钟杰
梁钢
舒学芳
谭小平
王虹
毛桂军
匡清华
梁世均
刘友东
杨建平
黄丽
宋永辉
宋渊
王喆
张海波
徐顺鑫
何芬
王大勇
罗军
梁刚
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/50—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints

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Abstract

本发明公开了一种超超临界汽轮机组CB2铸件材料补焊方法，包括如下步骤：1）高温软化回火的预热处理；2）无损探伤；3）缺陷消除；4）对消除缺陷部位进行预热；5）采用与母材同材质匹配的焊材补焊；6）对补焊区域进行后热；7）对补焊区域的无损探伤；8）加热到奥氏体化温度然后保温，保温完成后控制CB2铸件的降温的速度，冷至室温后再对铸件升温至CB2材料AC1点以下100℃左右进行高温回火，保温完成后控制冷却速度至室温；9）最后再进行无损探伤。本发明采用先补焊、后性能热处理的流程，可确保补焊区域与本体区域经历相同的性能热处理过程，保证焊缝接头与本体之间的性能基本一致。

Description

一种超超临界汽轮机组CB2铸件材料补焊方法
技术领域
本发明涉及超超临界汽轮机组大型CB2铸件，具体地讲是一种超超临界汽轮机机组CB2铸件材料补焊方法。
背景技术
随着汽轮机技术向高参数大容量方向发展，蒸汽温度和压力进一步提高，一种新开发的应用于超超临界机组阀门、汽缸的材料CB2（ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB），其合金元素种类、含量明显增加，尤其是添加Co、N、B元素，用来提高其耐高温蠕变的性能，这就增加了CB2大型铸件一次合格浇铸的难度，存在很多返修焊接情况。
汽轮机组汽缸、阀门铸件通常采用高温淬火+回火的先性能热处理，再进行探伤，根据探伤结果对缺陷进行返修，然后再进行去应力热处理的工艺流程。这种工艺流程对CB2材料来说，存在的主要问题：1、材料很新，考虑其耐高温蠕变特性，适用于铸件补焊、且满足耐高温蠕变性能焊材可供选择范围很窄；2、B元素的添加，增加了焊接开裂的倾向，补焊难度增加，存在着多次反复补焊的风险，对焊工技能水平要求高；3、铸件缺陷补焊后，仅进行去应力热处理，补焊位置与本体之间的强度不一致，且存在着硬度梯度，性能均匀一致性差。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种超超临界汽轮机机组CB2铸件材料补焊方法，以解决该材料铸件产品存在反复补焊、补焊后铸件本体与补焊区力学性能差异较大的问题。
实现本发明的技术方案是：一种超超临界汽轮机组CB2铸件材料补焊方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将CB2铸件脱砂后进行高温软化回火；
2）对铸件进行表面缺陷检测及内部缺陷检测的无损探伤；
3）根据探伤结果消除缺陷部位，无损检测确认缺陷消除干净；
4）对消除缺陷部位进行预热，满足预热温度要求；
5）采用与母材同材质匹配的焊材补焊；
6）对补焊区域进行后热；
7）对补焊区域进行表面缺陷检测及内部缺陷检测的无损探伤；
8）将补焊后的CB2铸件加热到奥氏体化温度然后保温，保温完成后控制CB2铸件的降温的速度，冷至室温后再对铸件升温至CB2材料AC1点以下100℃左右进行高温回火，保温完成后控制冷却速度至室温；CB2材料AC1点为850℃，是CB2材料加热时，开始进行奥氏体转变的温度。
9）最后再对CB2铸件进行表面缺陷检测及内部缺陷检测的无损探伤。
所述步骤3）中所述消除缺陷是：夹渣、裂纹、疏松。
所述步骤3）中所述满足预热温度是：200℃～250℃。
所述步骤5）中所述与母材同材质匹配的焊材选用THERMANITMTS5Co1或CHROMETWB2之一。
所述步骤8）的保温时间是：按照工件最大壁厚计算，1h/inch，最少10h。
所述步骤8）的降温速度是：≤60℃/h。
本发明的有益效果是：本发明采用先补焊、后性能热处理的流程，可确保补焊区域与本体区域经历相同的性能热处理过程，保证焊缝接头与本体之间的性能基本一致。
附图说明
图1为各步骤温度控制示意图。
图中标号：1—预热处理，2—预热，3—焊接，4—后热，5—奥氏体化，6—高温回火。
具体实施方式
如图1所示，一种超超临界汽轮机组CB2铸件材料补焊方法，包括如下步骤：
1）将CB2铸件脱砂后进行高温软化回火的预热处理1；
2）对铸件进行表面缺陷检测及内部缺陷检测的无损探伤；
3）根据探伤结果消除缺陷部位，无损检测确认缺陷消除干净；
4）对消除缺陷部位进行预热2，满足预热2温度要求；
5）采用THERMANITMTS5Co1或CHROMETWB2等与母材同材质匹配的焊材补焊焊接3；
6）对补焊区域进行后热4；
7）对补焊区域进行表面缺陷检测及内部缺陷检测的无损探伤；
8）将补焊后的CB2铸件加热到奥氏体化5温度然后保温，保温完成后控制CB2铸件的降温的速度，冷至室温后再对铸件升温至CB2材料AC1点以下100℃左右进行高温回火6，保温完成后控制冷却速度至室温；
9）最后再对CB2铸件进行表面缺陷检测及内部缺陷检测的无损探伤。
阀门、汽缸等铸件制造过程采用先补焊、后性能热处理的流程，可确保补焊区域与本体区域经历相同的性能热处理过程，保证焊缝接头与本体之间的性能基本一致。

Claims (6)

1.一种超超临界汽轮机组CB2铸件材料补焊方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将CB2铸件脱砂后进行高温软化回火；
2）对铸件进行表面缺陷检测及内部缺陷检测的无损探伤；
3）根据探伤结果消除缺陷部位，无损检测确认缺陷消除干净；
4）对消除缺陷部位进行预热，满足预热温度要求；
5）采用与母材同材质匹配的焊材补焊；
6）对补焊区域进行后热；
7）对补焊区域进行表面缺陷检测及内部缺陷检测的无损探伤；
8）将补焊后的CB2铸件加热到奥氏体化温度然后保温，保温完成后控制CB2铸件的降温的速度，冷至室温后再对铸件升温至CB2材料AC1点以下100℃左右进行高温回火，保温完成后控制冷却速度至室温；
9）最后再对CB2铸件进行表面缺陷检测及内部缺陷检测的无损探伤。
2.根据权利要求1所述超超临界汽轮机机组CB2铸件材料补焊方法，其特征在于：所述步骤3）中消除缺陷是:夹渣、裂纹、疏松。
3.根据权利要求1所述超超临界汽轮机机组CB2铸件材料补焊方法，其特征在于：所述步骤4）中满足预热温度是:200℃～250℃。
4.根据权利要求1所述超超临界汽轮机机组CB2铸件材料补焊方法，其特征在于：所述步骤5）中所述与母材同材质匹配的焊材选用THERMANITMTS5Co1或CHROMETWB2之一。
5.根据权利要求1所述超超临界汽轮机机组CB2铸件材料补焊方法，其特征在于：所述步骤8）的保温时间是:按照工件最大壁厚计算，1h/inch，最少10h。
6.根据权利要求1所述超超临界汽轮机机组CB2铸件材料补焊方法，其特征在于：所述步骤8）的降温速度是:≤60℃/h。
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