浙(zhe)江至德鋼(gang)業(ye)有限公(gong)司為了防止(zhi)和減少(shao)HK-40爐管焊接(jie)接(jie)頭(tou)在焊接(jie)和高(gao)溫長期(qi)服役(yi)時產(chan)生裂紋，應采取下列(lie)措施。

一(yi)、冶金措(cuo)施

  正(zheng)確選用合(he)適(shi)的焊(han)(han)接(jie)材料要(yao)確保(bao)三個條件：①. 焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)中(zhong)雜質含量少，焊(han)(han)接(jie)過程(cheng)中(zhong)不(bu)易產生(sheng)熱裂紋(wen)；②. 在(zai)σ相(xiang)析(xi)出(chu)溫度區段（650～900℃）長(chang)期服(fu)役(yi)(yi)過程(cheng)中(zhong)，焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)局部不(bu)會析(xi)出(chu)σ相(xiang)；③. 同(tong)時在(zai)高溫服(fu)役(yi)(yi)過程(cheng)中(zhong)，焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的蠕(ru)變(bian)斷裂強度不(bu)低(di)于鑄態爐管，從而避免爐管的損壞(huai)發生(sheng)在(zai)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭上(shang)。選用這(zhe)種(zhong)焊(han)(han)接(jie)材料，能確保(bao)爐管的焊(han)(han)接(jie)性和(he)保(bao)持高溫長(chang)期服(fu)役(yi)(yi)過程(cheng)中(zhong)的穩定性。

  用于(yu)HK-40爐(lu)管(guan)焊接的(de)(de)(de)(de)焊接材料見表4-64。其中TGS-310HSA 實芯(xin)焊絲具有良好的(de)(de)(de)(de)焊接性，同(tong)時(shi)(shi)也基本具備了(le)HK-40爐(lu)管(guan)在(zai)高(gao)溫(wen)長期服(fu)(fu)役過(guo)程(cheng)所需(xu)要的(de)(de)(de)(de)蠕(ru)(ru)變斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)強(qiang)度。該(gai)焊絲中的(de)(de)(de)(de)鎳含量(liang)(liang)較(jiao)高(gao)［w（Ni）≥24％］，所焊成的(de)(de)(de)(de)焊縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)在(zai)650～900℃溫(wen)度范圍(wei)內長期服(fu)(fu)役不會有局部σ相(xiang)析出。該(gai)焊絲所得(de)的(de)(de)(de)(de)全焊縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)（熔(rong)敷金(jin)屬(shu)）在(zai)高(gao)溫(wen)試(shi)驗(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)蠕(ru)(ru)變斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)強(qiang)度與鑄態HK-40爐(lu)管(guan)的(de)(de)(de)(de)比(bi)較(jiao)，如圖4-25所示。從圖中可以看(kan)出，當(dang)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)時(shi)(shi)間相(xiang)同(tong)時(shi)(shi)，熔(rong)敷金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)蠕(ru)(ru)變斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)強(qiang)度高(gao)于(yu)爐(lu)管(guan)。用這種(zhong)焊絲焊成的(de)(de)(de)(de)焊接接頭(tou)進行了(le)蠕(ru)(ru)變斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)強(qiang)度試(shi)驗(yan)(yan)，結(jie)果如圖4-26所示，所有的(de)(de)(de)(de)試(shi)樣均斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)于(yu)基本金(jin)屬(shu)上。這類高(gao)合(he)金(jin)材料焊絲的(de)(de)(de)(de)硫和磷含量(liang)(liang)很(hen)低，對提高(gao)焊縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)抗裂(lie)(lie)性是有益的(de)(de)(de)(de)。

 HP系列(lie)鑄(zhu)造爐(lu)管焊(han)接時使(shi)用的焊(han)絲(si)牌(pai)號及化學成(cheng)分(fen)見表4-65。從表4-64和(he)表4-65中可(ke)以看(kan)出，焊(han)絲(si)的基(ji)本化學成(cheng)分(fen)與(yu)被焊(han)爐(lu)管的化學成(cheng)分(fen)基(ji)本相同(tong)。

二、工藝措施(shi)

  1. 焊(han)接方法的(de)選擇 

   鑄造耐熱不銹鋼爐管的焊接可以采用鎢極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊或(huo)用鎢極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊打底，焊條電(dian)弧(hu)焊蓋(gai)面的焊接方法；也可以采用熔(rong)化(hua)極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊的焊接方法。在熔(rong)化(hua)極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊中，有一種低輸入(ru)窄間(jian)隙焊接方法，在爐管焊接中已得到推(tui)廣(guang)使用。

   低(di)熱輸入窄間(jian)隙(xi)焊(han)(han)，是(shi)采(cai)用(yong)(yong)細直徑(jing)焊(han)(han)絲(si)（0.9～1.2mm），小的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)參數和快的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)速(su)度進(jin)行(xing)施(shi)焊(han)(han)；在(zai)厚(hou)板或(huo)厚(hou)壁爐(lu)管進(jin)行(xing)對接(jie)(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)時(shi)，焊(han)(han)前在(zai)待焊(han)(han)處不開坡(po)口或(huo)開小角(jiao)度坡(po)口，并留有窄而(er)深的(de)間(jian)隙(xi)，采(cai)用(yong)(yong)氣體保(bao)護焊(han)(han)多(duo)層焊(han)(han)完成整條焊(han)(han)縫。由于(yu)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)坡(po)口狹窄，可(ke)以(yi)減少焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材料的(de)消耗和節省能源(yuan)，在(zai)保(bao)證優(you)質焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)前提下，可(ke)降(jiang)低(di)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)成本，是(shi)一種高(gao)效率(lv)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)方法。這種焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)方法還(huan)有以(yi)下優(you)點：

   ①. 低熱(re)輸人窄間(jian)隙采用多道焊(han)完成，每道焊(han)縫(feng)的(de)熱(re)輸入很小(xiao)，所(suo)以焊(han)縫(feng)金屬的(de)晶粒(li)細小(xiao)，焊(han)接接頭韌性好(hao)，還(huan)不易產生裂紋；

   ②. 由于熱輸入小(xiao)，因而熱影響區窄(zhai)，一(yi)般只有(you)1.2mm寬，晶粒長大區不超(chao)過0.8mm，所(suo)以焊(han)接(jie)變形量小(xiao)，焊(han)接(jie)殘余(yu)(yu)應力(li)也(ye)(ye)小(xiao)。由于焊(han)接(jie)應力(li)應變本身也(ye)(ye)是(shi)一(yi)種可積累的(de)蠕變損傷，所(suo)以形成了(le)(le)焊(han)接(jie)應變和殘余(yu)(yu)應力(li)小(xiao)的(de)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)，提高了(le)(le)抗(kang)蠕變的(de)能力(li)，同(tong)時對防止應力(li)腐(fu)蝕裂紋也(ye)(ye)是(shi)有(you)利的(de)；

   ③. 母(mu)材熔入焊縫(feng)(feng)金(jin)屬的分(fen)量較少，使焊縫(feng)(feng)金(jin)屬熔合比小，不會因為焊縫(feng)(feng)金(jin)屬成分(fen)不均勻而產生局部σ相析出。

   鑄造耐熱不(bu)銹鋼爐管，目前仍常用鎢極氬弧焊(han)進(jin)行施(shi)焊(han)。

 2. 坡(po)口(kou)的(de)選(xuan)擇和準備 

   由(you)于焊接材(cai)料(liao)的化學成分(fen)優于爐(lu)管本體，希望爐(lu)管材(cai)料(liao)在焊縫金屬所(suo)占分(fen)量越少(shao)越好。這樣能提高(gao)焊縫金屬抗裂(lie)性，還(huan)可以使焊縫金屬局部σ相析出量減少(shao)，并能提高(gao)高(gao)溫蠕裂(lie)強(qiang)度(du)，延長爐(lu)管的服役壽命(ming)。爐(lu)管對接焊時(shi)常用的坡口(kou)形(xing)(xing)式(shi)如圖(tu)4-27所(suo)示(shi)。圖(tu)4-27a所(suo)示(shi)為低熱輸入窄(zhai)間隙焊的坡口(kou)形(xing)(xing)式(shi)，圖(tu)4-27b為鎢極氬弧焊的坡口(kou)形(xing)(xing)式(shi)。

  無(wu)論選用何種(zhong)焊接方法，采用哪(na)種(zhong)坡口(kou)形(xing)式，底(di)層(ceng)均(jun)為氬弧(hu)焊不加填充焊絲的封底(di)焊。坡口(kou)金屬必須(xu)徹底(di)打磨干凈，不留任何鑄造缺(que)陷、冶金缺(que)陷或外(wai)來污物。

 3. 焊接工藝

   a. 施焊(han)以(yi)前，爐管的待焊(han)處和焊(han)絲(si)要認真清理，去除油污(wu)，保(bao)持干(gan)凈。

   b. 避免強(qiang)力組(zu)對裝(zhuang)配，減少焊接(jie)裝(zhuang)配應(ying)力。

   c. 爐管(guan)定位焊(han)后，管(guan)內(nei)要充氬(ya)氣(qi)進行內(nei)保護，防止焊(han)縫背面氧化。

   d. 采用鎢極(ji)氬(ya)弧焊(han)時，要選擇合理的焊(han)接(jie)次(ci)序來降低焊(han)接(jie)應(ying)力，多層(ceng)焊(han)時，要等第一層(ceng)焊(han)縫(feng)(feng)冷卻(que)后，再焊(han)下一層(ceng)焊(han)縫(feng)(feng)，避免焊(han)縫(feng)(feng)過熱(re)，防(fang)止晶(jing)粒粗大。

   e. 多層焊(han)時，各層的(de)焊(han)接(jie)收弧處要相互錯開，避免弧坑中缺(que)陷(xian)重疊而降低(di)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)力學性能。

   f. 焊(han)接結(jie)束(shu)或中斷時(shi)，要采取(qu)電流衰減收(shou)弧法(fa)，同時(shi)要填滿弧坑，防(fang)止弧坑裂紋的(de)形(xing)成。