專利名稱：Sa335p91鋼埋弧自動焊焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及SA335P91鋼埋弧自動焊焊接方法，主要應(yīng)用 于超臨界機組工廠化配管中四大管道及鍋爐管道的SA335P91材料焊口的焊接。
背景技術(shù)：
SA335P91鋼是一種改進的9Cr lMo馬氏體耐熱合金鋼，具有良好的物理性能和 高溫蠕變強度，但因其合金含量高，焊接上有較大的技術(shù)難度，對焊接工藝和工藝參數(shù)很敏 感，容易出現(xiàn)焊縫韌性低的問題。特別是隨著600麗以上超臨界、超超臨界電站機組的大力 發(fā)展，厚壁管道越來越多，傳統(tǒng)的手工操作已不能滿足工廠化配管的需要，成為制約配管水 平的一個重要因素。因此，發(fā)展自動焊接，提高焊接質(zhì)量，減輕焊工勞動強度，改善焊工勞動 條件，提高焊接效率和社會經(jīng)濟效益，縮短施工工期是一個必然趨勢。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供了一種焊接質(zhì)量好、焊工勞動強度 低、焊接效率高的SA335P91鋼埋弧自動焊焊接方法。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案SA335P91鋼埋弧自動焊焊接方
法，在對焊口進行預(yù)熱后，按照以下步驟進行焊接 ①.先采用氬弧焊絲進行打底焊接； ②.采用手工電弧焊進行焊接； ③.采用埋弧自動焊進行焊接； .焊接完成后進行整體熱處理； ⑤.進行焊縫檢驗。 所述手工電弧焊或埋弧自動焊作業(yè)完成后如不能立即進行焊后熱處理應(yīng)進 行消氫處理，溫度為300 350。C，恒溫2h以上，且在消氫處理前應(yīng)先將焊縫溫度降至 90士10。C，恒溫2h以上。 所述步驟①中氬弧焊的具體焊接步驟為
①-l.先在待焊接處切割出坡口 ； ①-2.組對點焊將坡口處清理干凈至露出金屬光澤，對口間隙控制在2 4mm， 采用"定位塊"方法點固； ①-3.氬弧焊前低溫預(yù)熱預(yù)熱溫度在150 200°C ，恒溫保持兩小時； ①-4.氬弧焊打底氬弧焊焊接時，管子內(nèi)壁必須進行充氬或使用免充氬保護劑
進行根部保護，防止根部氧化，氬弧焊打底焊兩層，厚度在5mm左右，焊絲規(guī)格小2. 4mm，焊
接電流130 170A，電壓10 15V。 所述步驟②中手工電弧焊的具體焊接步驟為 ②-l.電焊前預(yù)熱氬弧焊完畢，預(yù)熱200 30(TC，恒溫0. 5小時以上后再進行 電焊填充；
②-2.電焊填充填充第一層時，保持內(nèi)部充氬狀態(tài)，電焊填充選用小3. 2焊條，焊 接電流100 140A，電壓20 25V，電焊填充厚度10 15mm，施焊過程中確保層間溫度在 200 300°C ，采用多層多道焊，小3. 2焊條每層厚度不超過3. 2mm，擺動寬度不超過12. 8mm。
所述埋弧自動焊焊接前需保證預(yù)熱溫度在200 300°C，自動焊焊絲直徑選用 小3. 2mm，焊絲桿伸長20 30mm，絲-壁間距小于焊絲直徑小3. 2mm，導(dǎo)電嘴與工件距離 20 30mm，焊接電流350 500A，焊接電壓27 35V，焊接速度25 30m/h，在施焊過程 中，應(yīng)隨時用測溫儀測量，確保層間溫度在200 30(TC之間，采用多層多道焊，每層的焊道 數(shù)在兩道以上。 所述整體熱處理采用高溫回火，具體工藝參數(shù)為
A.焊后熱處理的升、降溫速度《150°C /h ;
B.加熱溫度為760± l(TC ，恒溫4h ;
C.降溫過程中，30(TC以下可不控制。 在進行手工氬弧焊打底及手工電弧焊填充第一層時應(yīng)保持內(nèi)部充氬狀態(tài)，氬氣純 度> 99. 99%。 采用上述焊接方法，與手工電弧焊相比，具有以下有益效果 1.生產(chǎn)效率大幅度提高。埋弧焊可以使用較大的電流且熱量集中，焊接速度快，生 產(chǎn)效率比手工電弧焊提高3-5倍。 2.焊縫質(zhì)量穩(wěn)定可靠，焊縫成形美觀。焊接規(guī)范可自動控制調(diào)整，保持穩(wěn)定。焊劑 保護效果好，防止空氣對熔池金屬的侵害。 3.改善勞動條件，降低勞動強度。因為電弧在焊劑層下燃燒，焊接時弧光不外透， 且焊接煙霧小，同時焊機操作者距焊縫部位較遠(yuǎn)，大大改善了焊工的勞動條件。
4.因焊接過程自動化，焊接規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化，對焊接操作者的操作技能要求低。
5.節(jié)省焊接材料和電能，有利于成本控制。電弧在焊劑層下燃燒，熱量流失少，消 耗的電能相應(yīng)減少，另外，焊絲金屬沒有飛濺損失，不會產(chǎn)生焊條頭，能節(jié)省大量焊接金屬 材料。 本發(fā)明在埋弧自動焊焊接前進行氬弧焊打底工序，以防止根部氧化并確保焊接的 定位問題，為以后的工序提供良好的基礎(chǔ)。隨著我國超臨界機組的大力發(fā)展以及SA335P91 材料的普及應(yīng)用，該焊接工藝技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠超臨界機組工廠化配管中四 大管道及鍋爐管道的SA335P91材料焊口的焊接。
圖1是本發(fā)明的工藝流程圖； 圖2是本發(fā)明當(dāng)中埋弧自動焊工藝在進行焊接時的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明當(dāng)中熱處理工藝的操作示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的SA335P91鋼埋弧自動焊焊接方法，埋弧自動焊含前的準(zhǔn)備
工作有先采用氬弧焊絲進行打底焊接，再采用手工電弧焊進行焊接。 氬弧焊的具體焊接步驟為
①.先在待焊接處切割出坡口 ； ②.組對點焊將坡口處清理干凈至露出金屬光澤，對口間隙控制在2 4mm，采 用"定位塊"方法點固； ③.氬弧焊前低溫預(yù)熱預(yù)熱溫度在150 200°C ，恒溫保持兩小時；.氬弧焊打底氬弧焊焊接時，管子內(nèi)壁必須進行充氬或使用免充氬保護劑進
行根部保護，防止根部氧化，氬弧焊打底焊兩層，厚度在5mm左右，焊絲規(guī)格小2. 4mm，焊接
電流130 170A，電壓10 15V。 手工電弧焊的具體焊接步驟為 ①.電焊前預(yù)熱氬弧焊完畢，預(yù)熱200 30(TC，恒溫0. 5小時以上后再進行電 焊填充； ②.電焊填充填充第一層時，保持內(nèi)部充氬狀態(tài)，電焊填充選用小3.2焊條，焊 接電流100 140A，電壓20 25V，電焊填充厚度10 15mm，施焊過程中確保層間溫度在 200 300°C ，采用多層多道焊，小3. 2焊條每層厚度不超過3. 2mm，擺動寬度不超過12. 8mm。
在進行埋弧自動焊時，采用如圖2的設(shè)備進行焊接，該設(shè)備為現(xiàn)有技術(shù)，主要由自 動焊機1和滾輪支架2兩部分組成。自動焊機1包括焊接電源3、控制箱4和自動焊車5。 自動焊車5包括機頭6、立柱7、橫臂8、橫臂9，立柱7上裝有升降機構(gòu)10，升降機構(gòu)10用來 調(diào)整橫臂8的垂直高度，橫臂9在橫臂8上通過伸縮可調(diào)節(jié)機頭6的水平距離，機頭6上固 定有焊絲盤11和焊劑漏斗12，導(dǎo)電嘴13在機頭6下方使焊絲14與工件15之間形成回路； 滾輪支架2主要用來放置工件15，并使工件15能夠平穩(wěn)、勻速轉(zhuǎn)動，支架2有兩套，由滾輪 16及支架17組成，通過調(diào)整兩個滾輪16的間距可以焊接不同直徑的管子焊縫。
焊接時，焊絲14放置在焊絲盤11上，通過送絲機構(gòu)18從導(dǎo)電嘴13伸出，焊劑漏 斗12中裝有烘干過的焊劑19，焊劑19從橡膠管20中流至工件15待焊位置；工件15水平 放置在支架17上，調(diào)整兩個滾輪16使工件15處于平衡狀態(tài)，并通過滾輪16使工件15能夠 平穩(wěn)、勻速轉(zhuǎn)動；調(diào)整橫臂8的垂直高度和橫臂9的水平距離使導(dǎo)電嘴13位于焊縫中心正 上方，打開焊劑漏斗12開關(guān)，供應(yīng)焊劑19，接通焊接電源3，啟動送絲機構(gòu)18供給焊絲14， 進行焊接，最終實現(xiàn)機械完成引燃電弧、焊接和結(jié)尾的焊接過程，替代人工作業(yè)。在進行埋 弧自動焊焊接前需保證預(yù)熱溫度在200 300°C，自動焊焊絲直徑選用小3. 2mm，焊絲桿伸 長20 30mm，絲-壁間距小于焊絲直徑小3. 2mm，導(dǎo)電嘴13與工件15距離20 30mm，焊 接電流350 500A，焊接電壓27 35V，焊接速度25 30m/h，在施焊過程中，應(yīng)隨時用測 溫儀測量，確保層間溫度在200 30(TC之間，采用多層多道焊，每層的焊道數(shù)在兩道以上。
手工電弧焊或埋弧自動焊作業(yè)完成后如不能立即進行焊后熱處理應(yīng)進行消氫處 理，溫度為300 350°C ，恒溫2h以上，且在消氫處理前應(yīng)先將焊縫溫度降至90± l(TC ，恒 溫2h以上。在進行手工氬弧焊打底及手工電弧焊填充第一層時應(yīng)保持內(nèi)部充氬狀態(tài)，氬氣 純度> 99. 99%。 如圖3，該圖當(dāng)中的前段所示的是氬弧焊、手工電弧焊以及消氫處理時的預(yù)熱、加 熱或冷卻溫度及時間參數(shù)，上面已經(jīng)敘述到，此處不再贅述。 埋弧自動焊后，對焊縫進行整體熱處理，如圖3的后段所示，焊后熱處理的升、降 溫速度《150°C /h，升溫速度根據(jù)壁厚確定，溫度升高到760士l(TC時，恒溫4h，再進行降 溫，降溫速度也根據(jù)壁厚確定，在溫度降到300°C以下可不控制，在空氣中冷卻即可。最后進行焊縫檢驗，采用探傷儀、硬度儀或光譜儀進行無損檢測，檢測合格后進行工藝保養(yǎng)，不合 格再進行熱處理。
權(quán)利要求
SA335P91鋼埋弧自動焊焊接方法，其特征在于在對焊口進行預(yù)熱后，按照以下步驟進行焊接①.先采用氬弧焊絲進行打底焊接；②.采用手工電弧焊進行焊接；③.采用埋弧自動焊進行焊接；④.焊接完成后進行整體熱處理；⑤.進行焊縫檢驗。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的SA335P91鋼埋弧自動焊焊接方法，其特征在于所述手工電 弧焊或埋弧自動焊作業(yè)完成后如不能立即進行焊后熱處理應(yīng)進行消氫處理，溫度為300 350°C，恒溫2h以上，且在消氫處理前應(yīng)先將焊縫溫度降至90± l(TC，恒溫2h以上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的SA335P91鋼埋弧自動焊焊接方法，其特征在于所述步 驟①中氬弧焊的具體焊接步驟為①-l.先在待焊接處切割出坡口 ；①_2.組對點焊將坡口處清理干凈至露出金屬光澤，對口間隙控制在2 4mm，采用 "定位塊"方法點固；①_3.氬弧焊前低溫預(yù)熱預(yù)熱溫度在150 20(TC，恒溫保持兩小時；① -4.氬弧焊打底氬弧焊焊接時，管子內(nèi)壁必須進行充氬或使用免充氬保護劑進行根部保護，防止根部氧化，氬弧焊打底焊兩層，厚度在5mm左右，焊絲規(guī)格小2. 4mm，焊接電 流130 170A，電壓10 15V。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的SA335P91鋼埋弧自動焊焊接方法，其特征在于所述步驟② 中手工電弧焊的具體焊接步驟為② -l.電焊前預(yù)熱氬弧焊完畢，預(yù)熱200 30(TC，恒溫0. 5小時以上后再進行電焊 填充；②-2.電焊填充填充第一層時，保持內(nèi)部充氬狀態(tài)，電焊填充選用小3.2焊條，焊接電 流100 140A，電壓20 25V，電焊填充厚度10 15mm，施焊過程中確保層間溫度在200 30(TC，采用多層多道焊，小3. 2焊條每層厚度不超過3. 2mm，擺動寬度不超過12. 8mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的SA335P91鋼埋弧自動焊焊接方法，其特征在于所述埋弧 自動焊焊接前需保證預(yù)熱溫度在200 30(TC，自動焊焊絲直徑選用小3.2mm，焊絲桿伸 長20 30mm，絲-壁間距小于焊絲直徑小3. 2mm，導(dǎo)電嘴與工件距離20 30mm，焊接電流 350 500A，焊接電壓27 35V，焊接速度25 30m/h，在施焊過程中，應(yīng)隨時用測溫儀測 量，確保層間溫度在200 30(TC之間，采用多層多道焊，每層的焊道數(shù)在兩道以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的SA335P91鋼埋弧自動焊焊接方法，其特征在于所述整體熱 處理采用高溫回火，具體工藝參數(shù)為A. 焊后熱處理的升、降溫速度《150°C /h ;B. 加熱溫度為760士10。C，恒溫4h ;C. 降溫過程中，30(TC以下可不控制。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的SA335P91鋼埋弧自動焊焊接方法，其特征在于在進行手工 氬弧焊打底及手工電弧焊填充第一層時應(yīng)保持內(nèi)部充氬狀態(tài)，氬氣純度^ 99. 99%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種SA335P91鋼埋弧自動焊焊接方法，在對焊口進行預(yù)熱后，按照以下步驟進行焊接先采用氬弧焊絲進行打底焊接；再采用手工電弧焊進行焊接；然后采用埋弧自動焊進行焊接；接著焊接完成后進行整體熱處理；最后進行焊縫檢驗。本發(fā)明在埋弧自動焊焊接前進行氬弧焊打底工序，以防止根部氧化并確保焊接的定位問題，為以后的工序提供良好的基礎(chǔ)。隨著我國超臨界機組的大力發(fā)展以及SA335P91材料的普及應(yīng)用，該焊接工藝技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠超臨界機組工廠化配管中四大管道及鍋爐管道的SA335P91材料焊口的焊接。
文檔編號B23K9/235GK101700599SQ20091017259
公開日2010年5月5日 申請日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者李俊峰, 李詩玉, 牛文獻 申請人:鄭州華電金源管道有限公司