浙江至(zhi)德鋼(gang)業有限公司為了防(fang)止和減少HK-40爐管焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)在焊(han)接(jie)和高(gao)溫長期服役(yi)時(shi)產生裂紋(wen)，應采取下(xia)列(lie)措施。
一、冶金措施
正確選(xuan)用合適的(de)焊(han)(han)接(jie)材料(liao)要確保三個條(tiao)件：①. 焊(han)(han)縫金屬中雜(za)質含量(liang)少，焊(han)(han)接(jie)過(guo)(guo)程中不易產生熱裂紋；②. 在(zai)σ相析出溫度(du)區段（650～900℃）長(chang)期(qi)服(fu)役過(guo)(guo)程中，焊(han)(han)縫金屬局部不會析出σ相；③. 同時在(zai)高溫服(fu)役過(guo)(guo)程中，焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)蠕變斷裂強度(du)不低于鑄態爐(lu)管(guan)，從而避免爐(lu)管(guan)的(de)損壞發生在(zai)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭上。選(xuan)用這種焊(han)(han)接(jie)材料(liao)，能確保爐(lu)管(guan)的(de)焊(han)(han)接(jie)性(xing)和保持高溫長(chang)期(qi)服(fu)役過(guo)(guo)程中的(de)穩定性(xing)。
用(yong)于(yu)HK-40爐(lu)管焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)材料見表(biao)4-64。其中(zhong)TGS-310HSA 實(shi)芯焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)具(ju)有(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)性(xing)，同時也基本具(ju)備了HK-40爐(lu)管在(zai)高(gao)溫(wen)長期(qi)服役過程所需要的(de)(de)(de)(de)(de)蠕變(bian)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)強(qiang)度。該焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)鎳(nie)含(han)量(liang)(liang)較高(gao)［w（Ni）≥24％］，所焊(han)(han)(han)(han)成的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)在(zai)650～900℃溫(wen)度范圍內長期(qi)服役不會(hui)有(you)局部σ相(xiang)析出(chu)。該焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)所得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)全焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)（熔(rong)敷(fu)金(jin)(jin)屬(shu)）在(zai)高(gao)溫(wen)試驗(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)蠕變(bian)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)強(qiang)度與鑄態HK-40爐(lu)管的(de)(de)(de)(de)(de)比較，如圖(tu)(tu)4-25所示。從圖(tu)(tu)中(zhong)可以看出(chu)，當(dang)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)時間(jian)相(xiang)同時，熔(rong)敷(fu)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)蠕變(bian)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)強(qiang)度高(gao)于(yu)爐(lu)管。用(yong)這(zhe)種焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)焊(han)(han)(han)(han)成的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)進行(xing)了蠕變(bian)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)強(qiang)度試驗(yan)，結果如圖(tu)(tu)4-26所示，所有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)試樣均(jun)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)于(yu)基本金(jin)(jin)屬(shu)上。這(zhe)類高(gao)合(he)金(jin)(jin)材料焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)的(de)(de)(de)(de)(de)硫和磷含(han)量(liang)(liang)很(hen)低(di)，對提高(gao)焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)抗(kang)裂(lie)(lie)(lie)(lie)性(xing)是(shi)有(you)益的(de)(de)(de)(de)(de)。
HP系列(lie)鑄造爐管(guan)焊接時使用的焊絲牌號及(ji)化(hua)學(xue)成(cheng)分見表4-65。從表4-64和表4-65中(zhong)可以看出，焊絲的基本化(hua)學(xue)成(cheng)分與(yu)被焊爐管(guan)的化(hua)學(xue)成(cheng)分基本相同。
二、工藝(yi)措施
1. 焊接方法的選擇
鑄造(zao)耐(nai)熱不銹(xiu)鋼爐(lu)管的(de)焊(han)(han)(han)(han)接可以采用(yong)鎢極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)或(huo)用(yong)鎢極氬(ya)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(mian)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接方法(fa)；也可以采用(yong)熔(rong)(rong)化極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接方法(fa)。在熔(rong)(rong)化極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)中，有一種低輸入(ru)窄間隙焊(han)(han)(han)(han)接方法(fa)，在爐(lu)管焊(han)(han)(han)(han)接中已得到推廣使用(yong)。
低(di)熱輸入窄(zhai)(zhai)間隙(xi)焊(han)(han)(han)(han)(han)，是(shi)采用(yong)細直徑(jing)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)（0.9～1.2mm），小的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)參數和(he)快(kuai)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)速度進行施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)；在厚(hou)板(ban)或厚(hou)壁爐管進行對接(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)，焊(han)(han)(han)(han)(han)前(qian)在待焊(han)(han)(han)(han)(han)處不(bu)開坡(po)口(kou)或開小角度坡(po)口(kou)，并留有窄(zhai)(zhai)而(er)深的(de)間隙(xi)，采用(yong)氣體保護焊(han)(han)(han)(han)(han)多層焊(han)(han)(han)(han)(han)完成(cheng)整條(tiao)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)。由(you)于焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)坡(po)口(kou)狹窄(zhai)(zhai)，可以(yi)減少(shao)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料的(de)消耗和(he)節省能源，在保證優質焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)前(qian)提下(xia)，可降低(di)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)成(cheng)本，是(shi)一(yi)種高效率的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方法。這種焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方法還(huan)有以(yi)下(xia)優點：
①. 低(di)熱輸人(ren)窄間隙采用多道(dao)(dao)焊完成，每道(dao)(dao)焊縫(feng)的熱輸入很小(xiao)，所以焊縫(feng)金屬的晶粒細小(xiao)，焊接接頭韌性好，還不(bu)易產生裂(lie)紋(wen)；
②. 由(you)于熱(re)輸入(ru)小(xiao)，因而熱(re)影響區(qu)窄，一(yi)般只(zhi)有1.2mm寬，晶粒長(chang)大區(qu)不超過0.8mm，所(suo)以(yi)焊(han)(han)接(jie)(jie)變(bian)形量小(xiao)，焊(han)(han)接(jie)(jie)殘余(yu)應(ying)(ying)(ying)(ying)力也小(xiao)。由(you)于焊(han)(han)接(jie)(jie)應(ying)(ying)(ying)(ying)力應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)本身也是一(yi)種可積累的(de)(de)蠕(ru)變(bian)損傷，所(suo)以(yi)形成了焊(han)(han)接(jie)(jie)應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)和殘余(yu)應(ying)(ying)(ying)(ying)力小(xiao)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)，提高了抗蠕(ru)變(bian)的(de)(de)能力，同時(shi)對防止應(ying)(ying)(ying)(ying)力腐蝕裂(lie)紋也是有利(li)的(de)(de)；
③. 母材(cai)熔入焊縫(feng)金(jin)屬的分量較少，使焊縫(feng)金(jin)屬熔合比小，不會因(yin)為焊縫(feng)金(jin)屬成分不均勻而產生局部σ相析出。
鑄造(zao)耐熱不銹鋼(gang)爐管，目前仍常用(yong)鎢極氬弧(hu)焊進行(xing)施焊。
2. 坡(po)口的選擇和準(zhun)備
由于(yu)焊(han)(han)接材料(liao)的(de)化學成分優于(yu)爐(lu)管(guan)本體，希望爐(lu)管(guan)材料(liao)在焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu)所占分量越(yue)少越(yue)好(hao)。這樣能提(ti)高(gao)焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu)抗(kang)裂性(xing)，還可(ke)以使(shi)焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu)局部σ相析出量減少，并能提(ti)高(gao)高(gao)溫蠕裂強度，延長爐(lu)管(guan)的(de)服役(yi)壽(shou)命。爐(lu)管(guan)對接焊(han)(han)時常(chang)用的(de)坡(po)(po)口(kou)形式如圖(tu)4-27所示(shi)。圖(tu)4-27a所示(shi)為(wei)低熱(re)輸入窄間隙焊(han)(han)的(de)坡(po)(po)口(kou)形式，圖(tu)4-27b為(wei)鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)的(de)坡(po)(po)口(kou)形式。
無論選用何種焊(han)接方法(fa)，采用哪種坡口形式，底(di)層均(jun)為氬(ya)弧焊(han)不(bu)加填充焊(han)絲的封底(di)焊(han)。坡口金屬必須徹底(di)打磨干凈(jing)，不(bu)留任何鑄造(zao)缺陷(xian)(xian)、冶(ye)金缺陷(xian)(xian)或(huo)外(wai)來污物。
3. 焊接工(gong)藝
a. 施焊(han)以前，爐管(guan)的待焊(han)處和(he)焊(han)絲要認真(zhen)清理，去除油污，保持干(gan)凈(jing)。
b. 避(bi)免強力組對(dui)裝配(pei)，減少(shao)焊接裝配(pei)應力。
c. 爐管定位(wei)焊后，管內要充(chong)氬氣進行內保護，防止焊縫背面氧化。
d. 采用鎢極氬弧焊(han)時，要(yao)選(xuan)擇合理的焊(han)接次序來降低焊(han)接應(ying)力，多層(ceng)焊(han)時，要(yao)等第一(yi)層(ceng)焊(han)縫冷(leng)卻后(hou)，再焊(han)下(xia)一(yi)層(ceng)焊(han)縫，避免焊(han)縫過熱(re)，防止(zhi)晶(jing)粒粗大(da)。
e. 多層焊(han)時(shi)，各層的焊(han)接收弧(hu)(hu)處要相(xiang)互錯開，避免(mian)弧(hu)(hu)坑中(zhong)缺陷重疊而降低焊(han)接接頭的力學性能。
f. 焊接(jie)結束(shu)或中斷(duan)時(shi)，要(yao)采(cai)取電流(liu)衰減收弧法，同時(shi)要(yao)填滿弧坑，防(fang)止弧坑裂紋的形(xing)成(cheng)。
