浙(zhe)江至德鋼(gang)業有限公司(si)為了防止和(he)減少HK-40爐管焊(han)接接頭在焊(han)接和(he)高(gao)溫長期服役時產生裂紋，應采取下列措施(shi)。
一(yi)、冶金措施
正確選用合適的焊(han)接材料(liao)要(yao)確保(bao)三個條(tiao)件：①. 焊(han)縫金屬中雜質(zhi)含量少，焊(han)接過程(cheng)中不易產生熱裂(lie)紋；②. 在(zai)(zai)σ相析(xi)出溫度(du)區(qu)段（650～900℃）長期(qi)服役(yi)(yi)過程(cheng)中，焊(han)縫金屬局部不會析(xi)出σ相；③. 同時在(zai)(zai)高溫服役(yi)(yi)過程(cheng)中，焊(han)接接頭的蠕變斷(duan)裂(lie)強度(du)不低于鑄態爐(lu)管，從而避免爐(lu)管的損壞(huai)發生在(zai)(zai)焊(han)接接頭上。選用這種(zhong)焊(han)接材料(liao)，能確保(bao)爐(lu)管的焊(han)接性和保(bao)持高溫長期(qi)服役(yi)(yi)過程(cheng)中的穩定性。
用于(yu)HK-40爐(lu)管(guan)焊(han)接的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)接材(cai)料見表4-64。其中TGS-310HSA 實(shi)芯(xin)焊(han)絲(si)(si)具有良好的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)接性，同(tong)時(shi)(shi)也基本具備了HK-40爐(lu)管(guan)在高溫(wen)長期服(fu)役過程所(suo)(suo)(suo)需要的(de)(de)(de)(de)(de)蠕變(bian)斷裂強(qiang)(qiang)度(du)。該(gai)焊(han)絲(si)(si)中的(de)(de)(de)(de)(de)鎳含(han)量較(jiao)高［w（Ni）≥24％］，所(suo)(suo)(suo)焊(han)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)在650～900℃溫(wen)度(du)范圍(wei)內長期服(fu)役不會有局(ju)部σ相析(xi)出(chu)。該(gai)焊(han)絲(si)(si)所(suo)(suo)(suo)得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)全焊(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)（熔敷金(jin)(jin)(jin)屬(shu)）在高溫(wen)試(shi)驗的(de)(de)(de)(de)(de)蠕變(bian)斷裂強(qiang)(qiang)度(du)與(yu)鑄態(tai)HK-40爐(lu)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)比較(jiao)，如圖(tu)4-25所(suo)(suo)(suo)示。從(cong)圖(tu)中可以看出(chu)，當斷裂時(shi)(shi)間相同(tong)時(shi)(shi)，熔敷金(jin)(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)蠕變(bian)斷裂強(qiang)(qiang)度(du)高于(yu)爐(lu)管(guan)。用這種焊(han)絲(si)(si)焊(han)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)接接頭進行了蠕變(bian)斷裂強(qiang)(qiang)度(du)試(shi)驗，結果如圖(tu)4-26所(suo)(suo)(suo)示，所(suo)(suo)(suo)有的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)樣均斷裂于(yu)基本金(jin)(jin)(jin)屬(shu)上(shang)。這類(lei)高合金(jin)(jin)(jin)材(cai)料焊(han)絲(si)(si)的(de)(de)(de)(de)(de)硫和磷含(han)量很低，對提高焊(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬(shu)抗裂性是有益的(de)(de)(de)(de)(de)。
HP系列鑄(zhu)造(zao)爐管(guan)焊(han)接時使用的焊(han)絲(si)牌號(hao)及化學(xue)成(cheng)分(fen)見(jian)表(biao)4-65。從表(biao)4-64和表(biao)4-65中可以看出，焊(han)絲(si)的基(ji)本化學(xue)成(cheng)分(fen)與被焊(han)爐管(guan)的化學(xue)成(cheng)分(fen)基(ji)本相同(tong)。
二、工藝措施
1. 焊接(jie)方(fang)法的選擇
鑄造(zao)耐熱不銹鋼爐管的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)(yong)鎢極(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)或(huo)用(yong)(yong)鎢極(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)打底，焊(han)(han)(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)蓋面的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方(fang)法(fa)；也可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)(yong)熔化極(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方(fang)法(fa)。在熔化極(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)中(zhong)，有一種低輸入窄間隙(xi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方(fang)法(fa)，在爐管焊(han)(han)(han)(han)接(jie)中(zhong)已得到推廣使用(yong)(yong)。
低(di)熱輸入窄(zhai)(zhai)間隙(xi)焊(han)(han)，是(shi)采用細直徑焊(han)(han)絲(si)（0.9～1.2mm），小的焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)參數和快的焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)速(su)度進(jin)行(xing)施焊(han)(han)；在厚(hou)板或厚(hou)壁爐(lu)管進(jin)行(xing)對(dui)接(jie)(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)時，焊(han)(han)前在待焊(han)(han)處不開坡口(kou)或開小角度坡口(kou)，并留有窄(zhai)(zhai)而深(shen)的間隙(xi)，采用氣(qi)體保護焊(han)(han)多(duo)層(ceng)焊(han)(han)完成(cheng)整條焊(han)(han)縫。由于焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)坡口(kou)狹窄(zhai)(zhai)，可(ke)以減少焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材料的消耗和節省(sheng)能源(yuan)，在保證優(you)質焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的前提下，可(ke)降(jiang)低(di)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)成(cheng)本，是(shi)一種高效(xiao)率的焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)方法。這種焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)方法還有以下優(you)點：
①. 低熱(re)輸人(ren)窄間隙采用多(duo)道(dao)焊(han)完成，每道(dao)焊(han)縫的(de)熱(re)輸入很(hen)小，所以焊(han)縫金屬的(de)晶(jing)粒細小，焊(han)接接頭韌性好(hao)，還不(bu)易(yi)產生裂紋；
②. 由于(yu)熱輸入小(xiao)，因而熱影(ying)響區(qu)窄，一般只有1.2mm寬(kuan)，晶粒長(chang)大區(qu)不超(chao)過0.8mm，所以焊(han)(han)接(jie)變形量小(xiao)，焊(han)(han)接(jie)殘(can)余應力(li)也小(xiao)。由于(yu)焊(han)(han)接(jie)應力(li)應變本身也是一種可積(ji)累(lei)的(de)(de)蠕變損傷(shang)，所以形成了(le)焊(han)(han)接(jie)應變和(he)殘(can)余應力(li)小(xiao)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭，提高了(le)抗(kang)蠕變的(de)(de)能力(li)，同時對防止應力(li)腐蝕(shi)裂紋也是有利的(de)(de)；
③. 母材熔入焊縫金屬(shu)的分量較少，使焊縫金屬(shu)熔合比小，不(bu)會因為(wei)焊縫金屬(shu)成(cheng)分不(bu)均(jun)勻(yun)而產生(sheng)局(ju)部σ相析出(chu)。
鑄(zhu)造(zao)耐熱不銹鋼爐管，目前仍常用鎢(wu)極氬弧焊進(jin)行施焊。
2. 坡(po)口的選擇和準備
由于(yu)焊(han)接(jie)材料(liao)的(de)(de)(de)化(hua)學成分優于(yu)爐(lu)管本(ben)體，希望爐(lu)管材料(liao)在焊(han)縫(feng)(feng)金屬(shu)所(suo)占(zhan)分量(liang)越少越好。這樣能提(ti)高焊(han)縫(feng)(feng)金屬(shu)抗(kang)裂性，還可以使焊(han)縫(feng)(feng)金屬(shu)局(ju)部(bu)σ相析出量(liang)減(jian)少，并(bing)能提(ti)高高溫蠕裂強(qiang)度，延長爐(lu)管的(de)(de)(de)服役壽命。爐(lu)管對接(jie)焊(han)時常(chang)用的(de)(de)(de)坡口形(xing)式(shi)如圖(tu)4-27所(suo)示。圖(tu)4-27a所(suo)示為(wei)低熱輸入(ru)窄間隙焊(han)的(de)(de)(de)坡口形(xing)式(shi)，圖(tu)4-27b為(wei)鎢極(ji)氬弧焊(han)的(de)(de)(de)坡口形(xing)式(shi)。
無論選(xuan)用(yong)(yong)何種焊(han)接方法，采用(yong)(yong)哪(na)種坡口形式，底(di)層均(jun)為氬(ya)弧(hu)焊(han)不加(jia)填充焊(han)絲的(de)封(feng)底(di)焊(han)。坡口金屬必須徹底(di)打磨干凈(jing)，不留任(ren)何鑄造缺(que)陷、冶(ye)金缺(que)陷或(huo)外(wai)來污物。
3. 焊接工藝(yi)
a. 施焊(han)(han)以前(qian)，爐管(guan)的待焊(han)(han)處(chu)和焊(han)(han)絲(si)要認真清理，去除(chu)油污，保持干凈。
b. 避免強力(li)組對(dui)裝配，減少焊接裝配應力(li)。
c. 爐管定位(wei)焊后，管內要充氬氣進行內保護，防(fang)止焊縫背面氧化。
d. 采(cai)用鎢極氬弧(hu)焊(han)時，要選擇合理(li)的焊(han)接(jie)次序來降低焊(han)接(jie)應(ying)力，多層(ceng)焊(han)時，要等第(di)一層(ceng)焊(han)縫冷卻(que)后，再焊(han)下一層(ceng)焊(han)縫，避免焊(han)縫過熱，防止(zhi)晶(jing)粒粗大。
e. 多層焊時，各(ge)層的焊接收弧(hu)(hu)處(chu)要相互(hu)錯開，避免弧(hu)(hu)坑中(zhong)缺(que)陷重疊而(er)降低焊接接頭的力(li)學性能(neng)。
f. 焊接結束或中斷(duan)時，要(yao)采(cai)取電流衰(shuai)減收弧(hu)法，同時要(yao)填(tian)滿弧(hu)坑，防止弧(hu)坑裂紋的形(xing)成。
