CN110064865B - 用于循环流化床锅炉护板和水冷壁鳍片焊接的气保焊丝 - Google Patents

用于循环流化床锅炉护板和水冷壁鳍片焊接的气保焊丝 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于循环流化床锅炉稀土合金护板和水冷壁鳍片焊接的气保焊丝，由如下重量百分比的化学成分组成：C 0.02％～0.04％；Si 0.4％～0.6％；Mn 0.8％～1.0％；Cr 24.0％～26.0％；Ni 10.0％～40.0％；Mo 0.20％～0.30％；Co 0.15％～0.25％；Nb 0.001％～0.005％；V 0.10％～0.20％；稀土元素0.10％～0.30％；S≤0.003％；P≤0.003％；余量为铁；采用该焊丝焊接循环流化床锅炉稀土合金护板和水冷壁鳍片，焊接后焊缝强度高、韧性好，且具有优良的耐冲蚀磨损、耐腐蚀、耐高温氧化性能。

Description

用于循环流化床锅炉护板和水冷壁鳍片焊接的气保焊丝
技术领域
本发明涉及循环流化床锅炉领域，尤其是一种循环流化床锅炉稀土合金护板和水冷壁鳍片焊接的气保焊丝。
背景技术
循环流化床锅炉具有燃料适应性广、燃烧效率高、负荷调节范围宽、氮氧化物排放低、脱硫简便等优点，近年来发展非常迅速。但在使用中也暴露出一些问题，沸腾物料的冲刷造成的水冷壁严重磨损就是其中之一。为了减少水冷壁管排的磨损，研究人员对多种防护方法进行了研究，包括无机耐火料防护、防磨瓦防护、热喷涂防护、堆焊防护、加装防磨梁、网格式稳流防磨等。
网格式稳流防磨技术防磨原理和防磨梁类似，通过稀土合金护板对贴壁流中物料颗粒进行阻挡，降低物料颗粒下落速度，从而降低水冷壁磨损。和防磨梁相比，稀土合金护板布置更灵活，防护效果更好，但安装时必须通过焊接的方法连接到水冷壁的鳍片上。稀土合金护板不仅要承受物料流的冲刷，还要承受高温氧化、高温腐蚀，其成分中含有大量合金元素，和水冷壁鳍片成分差别巨大，导致在稀土合金护板安装过程中焊接难度极大，采用现有的商品化焊接材料进行焊接，经常出现焊缝开裂甚至防磨板脱落的问题。即使焊接过程中不脱落，在使用过程中焊缝带有裂纹的护板随时都存在着脱落的危险，丧失对水冷壁的防护功能。
本发明开发一种用于循环流化床锅炉稀土合金护板和水冷壁鳍片焊接的气保护焊丝，解决稀土合金护板和水冷壁鳍片焊接时焊缝开裂、护板脱落的问题，将进一步促进网格式稳流防磨技术在循环流化床锅炉水冷壁防磨上的应用，提高循环流化床锅炉水冷壁的使用寿命。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于循环流化床锅炉稀土合金护板和水冷壁鳍片焊接的气保焊丝，解决了稀土合金护板和水冷壁鳍片焊接时焊缝开裂、护板脱落的问题，将进一步促进网格式稳流防磨技术在循环流化床锅炉水冷壁防磨上的应用，提高循环流化床锅炉水冷壁的使用寿命。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种用于循环流化床锅炉稀土合金护板和水冷壁鳍片焊接的气保焊丝，是由以下重量百分比的化学成分组成：C 0.02％～0.04％；Si 0.4％～0.6％；Mn 0.8％～1.0％；Cr24.0％～26.0％；Ni 10.0％～40.0％；Mo 0.20％～0.30％；Co 0.15％～0.25％；Nb0.001％～0.005％；V 0.10％～0.20％；稀土元素0.10％～0.30％；S≤0.003％；P≤0.003％；余量为铁。
优选地，所述的用于循环流化床锅炉稀土合金护板和水冷壁鳍片焊接的气保焊丝，是由以下重量百分比的化学成分组成：C 0.02％～0.04％；Si 0.4％～0.6％；Mn 0.8％～1.0％；Cr 24.0％～26.0％；Ni 10.0％～12.0％；Mo 0.20％～0.30％；Co 0.15％～0.25％；Nb 0.001％～0.005％；V 0.10％～0.20％；稀土元素0.10％～0.30％；S≤0.003％；P≤0.003％；余量为铁。
优选地，所述的用于循环流化床锅炉稀土合金护板和水冷壁鳍片焊接的气保焊丝，是由以下重量百分比的化学成分组成：C 0.02％～0.04％；Si 0.4％～0.6％；Mn 0.8％～1.0％；Cr 24.0％～26.0％；Ni 26.0％～28.0％；Mo 0.20％～0.30％；Co 0.15％～0.25％；Nb 0.001％～0.005％；V 0.10％～0.20％；稀土元素0.10％～0.30％；S≤0.003％；P≤0.003％；余量为铁。
优选地，所述的用于循环流化床锅炉稀土合金护板和水冷壁鳍片焊接的气保焊丝，是由以下重量百分比的化学成分组成：C 0.02％～0.04％；Si 0.4％～0.6％；Mn 0.8％～1.0％；Cr 24.0％～26.0％；Ni 36.0％～40.0％；Mo 0.20％～0.30％；Co 0.15％～0.25％；Nb 0.001％～0.005％；V 0.10％～0.20％；稀土元素0.10％～0.30％；S≤0.003％；P≤0.003％；余量为铁。
进一步的，应用以上所述气保焊丝焊接循环流化床锅炉稀土合金护板和水冷壁鳍片的方法，具体包括如下步骤：
1) 对待焊部位及所用的气保焊丝进行彻底清理；
2) 用焊机将焊丝在水冷壁鳍片一侧待焊接部位进行小电流堆焊，首先使用焊丝在水冷壁鳍片一侧待焊接部位进行小电流堆焊，焊接电流控制在50～150A；
3) 用焊机将步骤（2）中堆焊后的水冷壁鳍片和稀土合金护板焊接到一起，焊接电流控制在100～180A；
其中，所述的焊机为冷金属过渡焊焊机。
有益效果：
与现有焊接材料相比，本发明具有如下有益效果：
1. 可以满足循环流化床锅炉稀土合金护板和水冷壁鳍片的焊接需求，焊接时不产生焊缝开裂、护板脱落等问题。
2. 焊接前及焊接过程中不需要预热，焊接后不需要缓冷，适合于锅炉现场施焊。
3. 焊缝强度高、韧性好，焊缝金属具有优良的耐冲蚀磨损、耐腐蚀、耐高温氧化性能，可以满足循环流化床锅炉环境下的使用要求。
具体实施方式
实施例1
一种用于循环流化床锅炉稀土合金护板和水冷壁鳍片焊接的气保焊丝，所述气保焊丝的化学成分按重量百分比为：C 0.02％～0.04％；Si 0.4％～0.6％；Mn 0.8％～1.0％；Cr 24.0％～26.0％；Ni 10.0％～12.0％；Mo 0.20％～0.30％；Co 0.15％～0.25％；Nb 0.001％～0.005％；V 0.10％～0.20％；稀土元素0.10％～0.30％；S≤0.003％；P≤0.003％；余量为铁。
接头抗拉强度≥400 MPa，冲击韧性≥18 J/cm2。600℃10小时保温氧化试验，未检测到试样发生氧化增重。
本实施例为高铁低镍配方，强度高、韧性好，耐磨、耐蚀、抗高温氧化性较好，成本低。小电流堆焊时需要严格控制焊接电流，堆焊电流50～80A。在工艺参数控制不严格的情况下，可能在焊缝中产生马氏体，使焊缝硬度升高，韧性下降，严重时可能产生裂纹。
实施例2
一种用于循环流化床锅炉稀土合金护板和水冷壁鳍片焊接的气保焊丝，所述气保焊丝的化学成分按重量百分比为：C 0.02％～0.04％；Si 0.4％～0.6％；Mn 0.8％～1.0％；Cr 24.0％～26.0％；Ni 26.0％～28.0％；Mo 0.20％～0.30％；Co 0.15％～0.25％；Nb 0.001％～0.005％；V 0.10％～0.20％；稀土元素0.10％～0.30％；S≤0.003％；P≤0.003％；余量为铁。
接头抗拉强度≥400MPa，冲击韧性≥18J/cm2。600℃10小时保温氧化试验，未检测到试样发生氧化增重。
本实施例为中铁中镍配方，强度高、韧性好，耐磨、耐蚀、抗高温氧化性好，成本适中；堆焊时参数范围较宽，堆焊电流50～100A。在堆焊电流过大时，也可能在焊缝中产生马氏体，使焊缝硬度升高，韧性下降。
实施例3
一种用于循环流化床锅炉稀土合金护板和水冷壁鳍片焊接的气保焊丝，所述气保焊丝的化学成分按重量百分比为：C 0.02％～0.04％；Si 0.4％～0.6％；Mn 0.8％～1.0％；Cr 24.0％～26.0％；Ni 36.0％～40.0％；Mo 0.20％～0.30％；Co 0.15％～0.25％；Nb 0.001％～0.005％；V 0.10％～0.20％；稀土元素0.10％～0.30％；S≤0.003％；P≤0.003％；余量为铁。
接头抗拉强度≥400MPa，冲击韧性≥22J/cm2。600℃10小时保温氧化试验，未检测到试样发生氧化增重。
本实施例为低铁高镍配方，强度高、韧性好，耐磨、耐蚀、抗高温氧化性优异，成本较高。堆焊时焊接电流可用范围宽，堆焊电流50～150A。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种用于循环流化床锅炉稀土合金护板和水冷壁鳍片焊接的气保焊丝，其特征在于，由以下重量百分比的化学成分组成：C 0.02％～0.04％；Si 0.4％～0.6％；Mn 0.8％～1.0％；Cr 24.0％～26.0％；Ni 10.0％～40.0％；Mo 0.20％～0.30％；Co 0.15％～0.25％；Nb 0.001％～0.005％；V 0.10％～0.20％；稀土元素0.10％～0.30％；S≤0.003％；P≤0.003％；余量为铁。
2.如权利要求1所述的用于循环流化床锅炉稀土合金护板和水冷壁鳍片焊接的气保焊丝，其特征在于，由以下重量百分比的化学成分组成：C 0.02％～0.04％；Si 0.4％～0.6％；Mn 0.8％～1.0％；Cr 24.0％～26.0％；Ni 10.0％～12.0％；Mo 0.20％～0.30％；Co 0.15％～0.25％；Nb 0.001％～0.005％；V 0.10％～0.20％；稀土元素0.10％～0.30％；S≤0.003％；P≤0.003％；余量为铁。
3.如权利要求1所述的用于循环流化床锅炉稀土合金护板和水冷壁鳍片焊接的气保焊丝，其特征在于，由以下重量百分比的化学成分组成：C 0.02％～0.04％；Si 0.4％～0.6％；Mn 0.8％～1.0％；Cr 24.0％～26.0％；Ni 26.0％～28.0％；Mo 0.20％～0.30％；Co 0.15％～0.25％；Nb 0.001％～0.005％；V 0.10％～0.20％；稀土元素0.10％～0.30％；S≤0.003％；P≤0.003％；余量为铁。
4.如权利要求1所述的用于循环流化床锅炉稀土合金护板和水冷壁鳍片焊接的气保焊丝，其特征在于，由以下重量百分比的化学成分组成：C 0.02％～0.04％；Si 0.4％～0.6％；Mn 0.8％～1.0％；Cr 24.0％～26.0％；Ni 36.0％～40.0％；Mo 0.20％～0.30％；Co 0.15％～0.25％；Nb 0.001％～0.005％；V 0.10％～0.20％；稀土元素0.10％～0.30％；S≤0.003％；P≤0.003％；余量为铁。
5.应用权利要求1-4任一项所述气保焊丝焊接循环流化床锅炉稀土合金护板和水冷壁鳍片的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1) 对待焊部位及所用的气保焊丝进行彻底清理；
2) 用焊机将焊丝在水冷壁鳍片一侧待焊接部位进行小电流堆焊，首先使用焊丝在水冷壁鳍片一侧待焊接部位进行小电流堆焊，焊接电流控制在50～150A；
3) 用焊机将步骤2）中堆焊后的水冷壁鳍片和稀土合金护板焊接到一起，焊接电流控制在100～180A；
其中，所述的焊机为冷金属过渡焊焊机。
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