CN113146082A - 一种阀门裂纹冷焊工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阀门裂纹冷焊工艺，包括：在所述焊前预热前，使用保温材料对坡口周围进行覆盖保温，将待焊部位的母材进行均匀加热；保持预热温度，连续进行多层敷焊层焊接，待敷焊层全部焊接完成后，立即用保温材料覆盖保温，缓冷至室温；对坡口进行填充层与盖面层的冷焊焊接，在整个冷焊过程周围基体金属温度不高于70℃，冷焊结束后，用角向磨光机打磨，使焊补区周围与母材表面齐平；本发明在能够保证焊补区域强度和韧性的前提下，省却了焊后热处理工艺，避免了因无法进行焊后热处理或者热处理均温范围不足，导致焊补部位强度和韧性不能满足要求、焊接残余应力大等问题。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术，尤其涉及一种阀门裂纹冷焊工艺。
背景技术
火力发电厂安装有许多大型高压阀门，阀门结构复杂，壁厚不均匀，材质多为中低合金钢，诸如主汽门、调节汽门、堵阀等。这些阀门在长周期运行过程中由于制造缺陷、应力、结构等原因易造成壳体肩部、阀座与壳体结合处等部位开裂。
常规裂纹修复焊接需要焊后热处理，由于大型阀门外形结构复杂、壁厚不均匀等原因，致使某些部位无法进行焊后热处理或者热处理均温范围不足，导致焊补部位强度和韧性不能满足要求，焊接残余应力大，易造成修补区域再次开裂，带来安全隐患。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种阀门裂纹冷焊工艺，在能够保证焊补区域强度和韧性的前提下，省却了焊后热处理工艺，避免了因无法进行焊后热处理或者热处理均温范围不足，导致焊补部位强度和韧性不能满足要求、焊接残余应力大等问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种阀门裂纹冷焊工艺，包括：焊前预热，敷焊层焊接，以及冷焊焊接，其特征在于，在所述焊前预热前，使用保温材料对坡口周围进行覆盖保温，将待焊部位的母材进行均匀加热；
保持预热温度，连续进行多层敷焊层焊接，待敷焊层全部焊接完成后，立即用保温材料覆盖保温，缓冷至室温；
对坡口进行填充层与盖面层的冷焊焊接，在整个冷焊过程周围基体金属温度不高于70℃，冷焊结束后，用角向磨光机打磨，使焊补区周围与母材表面齐平。
本发明一个较佳实施例中，在进行所述填充层的所述冷焊焊接时，采用短弧操作，利用奥氏体合金进行间歇式焊接，由于奥氏体合金对气孔敏感性强，因此采用短弧操作，防止产生气孔。
本发明一个较佳实施例中，冷焊过程在室温下进行，由于奥氏体合金的导热性差，容易过热引起晶粒长大，形成热裂纹，且反复加热易析出碳化物，降低奥氏体焊缝的力学性能，因此整个施焊过程周围基体金属不高于70℃，除应选用小的焊接电流和焊接规范外，还应采用短段、间歇的方法施焊，使焊道得到及时冷却，焊道冷至不烫手后施焊下条焊道。
本发明一个较佳实施例中，待所述冷焊层填平坡口后，选用Φ2.5电焊条实施盖面层冷焊焊接。
本发明一个较佳实施例中，所述盖面层的焊补区周围应高于母材表面，中间应低于母材表面呈内凹状，焊道应排列紧凑整齐。
本发明一个较佳实施例中，焊补区中间呈内凹3～4mm深度的弧形截面，切忌焊补区中间凸起并高于周围母材表面。
本发明一个较佳实施例中，所述敷焊层为两层，厚度为5-6mm，覆盖整个坡口，所述敷焊层作为奥氏体合金与母材之间的过渡隔离层，以减少冷焊时焊接热量对基体金属的影响，防止熔合区产生脆性组织，因此敷焊层务必盖满整个坡口及边缘并保持一定厚度，不得露出母材。
本发明一个较佳实施例中，敷焊层焊接应保持连续，若坡口周围温度低于预热温度下限时，应重新预热；层间温度不得过高，防止产生热裂纹；保持层间温度稍高于预热温度，以减少母材对熔敷金属的稀释率，确保异种钢接头熔合区的性能。
本发明一个较佳实施例中，所述焊前预热使用氧－乙炔中性焰均匀加热待焊部位的母材，用远红外点温仪检测温度，使所述预热温度在150℃±5℃之间，整个底层焊接过程应尽量保持在预热温度下施焊。
本发明一个较佳实施例中，所述坡口在进行焊接前进行机械打磨，将裂纹打磨去除干净，所述坡口修整为U型坡口，并与两侧母材圆滑过渡，坡口内壁应平坦圆滑，坡口周边10mm宽打磨出金属光泽，不得有氧化皮、锈、垢及油污等，对整个坡口表面进行着色探伤，确保没有任何细小裂纹。
本发明一个较佳实施例中，焊接选用GB E1-16-25Mo6N-15（A507）电焊条, 热敷及冷焊所述填充层选用φ3.2焊条，所述盖面层选用φ2.5焊条，使用前均进行烘焙，置于80℃~110℃的保温筒内，随用随取。
本发明一个较佳实施例中，利用直流反接进行的所述冷焊焊接，底层及填充层采用Φ3.2焊条、电流80～110A，底层焊层间温度≤250℃，填充焊层间温度≤80℃；所述盖面层采用Φ2.5焊条、电流60～80A，层间温度≤80℃。
本发明一个较佳实施例中，多层多道焊，接头要错开；在坡口内或焊道上引燃电弧，收弧时应将弧坑填满；每焊完一条焊道都要彻底清渣；若发现焊道产生热裂纹，应及时将裂纹打磨去除；宏观检查，确认无缺陷后再进行下道焊接。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
（1）本发明中的阀门裂纹冷焊工艺用于火力发电厂的大型阀门上，本冷焊工艺，在保证焊补区域强度和韧性的前提下，省却了焊后热处理工艺，避免了因无法进行焊后热处理或者热处理均温范围不足，导致焊补部位强度和韧性不能满足要求、焊接残余应力大等问题，保障了阀门部件的安全稳定和长周期运行，且缩短了缺陷处理时间，节省了劳动力。
（2）本发明中的冷焊焊接工艺在火力发电厂的四个主汽阀门阀座与阀体裂纹处理中应用，该工艺操作可行，处理效果安全可靠、有效。
（3）本发明中在裂纹焊接后无需进行焊后热处理，节省焊接修复时间，避免了焊后修补区再次开裂，所带来的安全隐患。
（4）本发明中敷焊层焊接应保持连续，若坡口周围温度低于预热温度下限时，应重新预热；层间温度不得过高，防止产生热裂纹；保持层间温度稍高于预热温度，以减少母材对熔敷金属的稀释率，确保异种钢接头熔合区的性能。
（5）本发明中敷焊层共焊两层，敷焊层作为奥氏体冷焊金属与母材之间的过渡隔离层，以减少冷焊时焊接热量对基体金属的影响，防止熔合区产生脆性组织，合理安排焊道顺序，保持坡口底部焊道的平整，防止产生较深的沟槽，以利于后面冷焊层的焊接。
（6）本发明中冷焊焊接过程在室温下进行，由于奥氏体合金的导热性差，容易过热引起晶粒长大，形成热裂纹，且反复加热易析出碳化物，降低奥氏体焊缝的力学性能，因此整个施焊过程周围基体金属不高于70℃，除应选用小的焊接电流和焊接规范外，还应采用短段、间歇的方法施焊，使焊道得到及时冷却，焊道冷至不烫手后施焊下条焊道；奥氏体合金对气孔敏感性强，因此尽量采用短弧操作，防止产生气孔；为减少底层金属对焊道的拘束，提高焊道的自由度和塑性，焊道要窄，尽量凸起，运条尽量不摆动，防止产生热裂纹。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
一种阀门裂纹冷焊工艺，包括：焊前预热，敷焊层焊接，以及冷焊焊接，其特征在于，在焊前预热前，使用保温材料对坡口周围进行覆盖保温，将待焊部位的母材进行均匀加热；
保持预热温度，连续进行多层敷焊层焊接，待敷焊层全部焊接完成后，立即用保温材料覆盖保温，缓冷至室温；
对坡口进行填充层与盖面层的冷焊焊接，在整个冷焊过程周围基体金属温度不高于70℃，冷焊结束后，用角向磨光机打磨，使焊补区周围与母材表面齐平。
坡口在进行焊接前进行机械打磨，将裂纹打磨去除干净，坡口修整为U型坡口，并与两侧母材圆滑过渡，坡口内壁应平坦圆滑，坡口周边10mm宽打磨出金属光泽，不得有氧化皮、锈、垢及油污等，对整个坡口表面进行着色探伤，确保没有任何细小裂纹。
焊前预热使用氧－乙炔中性焰均匀加热待焊部位的母材，用远红外点温仪检测温度，使预热温度在150℃±5℃之间，整个底层焊接过程应尽量保持在预热温度下施焊。
敷焊层焊接应保持连续，若坡口周围温度低于预热温度下限时，应重新预热；层间温度不得过高，防止产生热裂纹；保持层间温度稍高于预热温度，以减少母材对熔敷金属的稀释率，确保异种钢接头熔合区的性能。
敷焊层为两层，厚度为5-6mm，覆盖整个坡口，敷焊层作为奥氏体合金与母材之间的过渡隔离层，以减少冷焊时焊接热量对基体金属的影响，防止熔合区产生脆性组织，因此敷焊层务必盖满整个坡口及边缘并保持一定厚度，不得露出母材。
待冷焊层填平坡口后，选用Φ2.5电焊条实施盖面层冷焊焊接，盖面层的焊补区周围应高于母材表面，中间应低于母材表面呈内凹状，焊道应排列紧凑整齐；焊补区中间呈内凹3～4mm深度的弧形截面，切忌焊补区中间凸起并高于周围母材表面。
冷焊过程在室温下进行，由于奥氏体合金的导热性差，容易过热引起晶粒长大，形成热裂纹，且反复加热易析出碳化物，降低奥氏体焊缝的力学性能，因此整个施焊过程周围基体金属不高于70℃，除应选用小的焊接电流和焊接规范外，还应采用短段、间歇的方法施焊，使焊道得到及时冷却，焊道冷至不烫手后施焊下条焊道；在进行填充层的冷焊焊接时，采用短弧操作，利用奥氏体合金进行间歇式焊接，由于奥氏体合金对气孔敏感性强，因此采用短弧操作，防止产生气孔。
焊接选用GB E1-16-25Mo6N-15（A507）电焊条, 热敷及冷焊填充层选用φ3.2焊条，盖面层选用φ2.5焊条，使用前均进行烘焙，置于80℃~110℃的保温筒内，随用随取。
利用直流反接进行的冷焊焊接，底层及填充层采用Φ3.2焊条、电流80～110A，底层焊层间温度≤250℃，填充焊层间温度≤80℃；盖面层采用Φ2.5焊条、电流60～80A，层间温度≤80℃。
多层多道焊，接头要错开；在坡口内或焊道上引燃电弧，收弧时应将弧坑填满；每焊完一条焊道都要彻底清渣；若发现焊道产生热裂纹，应及时将裂纹打磨去除；宏观检查，确认无缺陷后再进行下道焊接。
本冷焊工艺，在保证焊补区域强度和韧性的前提下，省却了焊后热处理工艺，避免了因无法进行焊后热处理或者热处理均温范围不足，导致焊补部位强度和韧性不能满足要求、焊接残余应力大等问题，保障了阀门部件的安全稳定和长周期运行，且缩短了缺陷处理时间，节省了劳动力。该冷焊工艺在本公司的四个主汽阀门阀座与阀体裂纹处理中应用，该工艺操作可行，处理效果安全可靠、有效。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
Claims (10)
1.一种阀门裂纹冷焊工艺，包括：焊前预热，敷焊层焊接，以及冷焊焊接，其特征在于，在所述焊前预热前，使用保温材料对坡口周围进行覆盖保温，将待焊部位的母材进行均匀加热；
保持预热温度，连续进行多层敷焊层焊接，待敷焊层全部焊接完成后，立即用保温材料覆盖保温，缓冷至室温；
对坡口进行填充层与盖面层的冷焊焊接，在整个冷焊过程周围基体金属温度不高于70℃，冷焊结束后，用角向磨光机打磨，使焊补区周围与母材表面齐平。
2.根据权利要求1所述的一种阀门裂纹冷焊工艺，其特征在于：在进行所述填充层的所述冷焊焊接时，采用短弧操作，利用奥氏体合金进行间歇式焊接。
3.根据权利要求1所述的一种阀门裂纹冷焊工艺，其特征在于：待所述冷焊层填平坡口后，选用Φ2.5电焊条实施盖面层冷焊焊接。
4.根据权利要求1所述的一种阀门裂纹冷焊工艺，其特征在于：所述盖面层的焊补区周围应高于母材表面，中间应低于母材表面呈内凹状，焊道应排列紧凑整齐。
5.根据权利要求1所述的一种阀门裂纹冷焊工艺，其特征在于：焊补区中间呈内凹3～4mm深度的弧形截面。
6.根据权利要求1所述的一种阀门裂纹冷焊工艺，其特征在于：所述敷焊层为两层，厚度为5-6mm，覆盖整个坡口。
7.根据权利要求1所述的一种阀门裂纹冷焊工艺，其特征在于：所述焊前预热使用氧－乙炔中性焰均匀加热待焊部位的母材，用远红外点温仪检测温度，使所述预热温度在150℃±5℃之间。
8.根据权利要求1所述的一种阀门裂纹冷焊工艺，其特征在于：所述坡口在进行焊接前进行机械打磨，所述坡口修整为U型坡口。
9.根据权利要求1所述的一种阀门裂纹冷焊工艺，其特征在于：焊接选用GB E1-16-25Mo6N-15（A507）电焊条, 热敷及冷焊所述填充层选用φ3.2焊条，所述盖面层选用φ2.5焊条，使用前均进行烘焙，置于80℃~110℃的保温筒内，随用随取。
10.根据权利要求1所述的一种阀门裂纹冷焊工艺，其特征在于：利用直流反接进行的所述冷焊焊接，底层及填充层采用Φ3.2焊条、电流80～110A，底层焊层间温度≤250℃，填充焊层间温度≤80℃；所述盖面层采用Φ2.5焊条、电流60～80A，层间温度≤80℃。
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| CN117066740A (zh) * | 2023-07-31 | 2023-11-17 | 湖北能源集团鄂州发电有限公司 | 一种火力发电厂大型阀门司太立合金密封面的储能冷焊修复方法 |
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2020
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN117066740A (zh) * | 2023-07-31 | 2023-11-17 | 湖北能源集团鄂州发电有限公司 | 一种火力发电厂大型阀门司太立合金密封面的储能冷焊修复方法 |
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