專利名稱：300mw及以上高壓加熱器管頭焊接工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種焊接エ藝，具體說是ー種用于火力發電廠鍋爐給水的高效節能的高壓給水加熱器的管頭焊接エ藝，屬于熱交換加熱設備制造關鍵技木。
背景技術：
高壓加熱器是電站輔機的主要換熱設備，而300MW以上高壓加熱器由于其設計參數高，水室和殼程溫差應カ大，管頭焊縫更易受到熱應カ的沖擊，其制造的關鍵技術是管頭的焊接。通常的焊接方法是采用管板自動氬弧焊機，以低碳鋼焊絲作焊材對管ロ進行焊接，該焊接方法的缺點是焊縫不耐給水的沖蝕，同時焊縫本身較薄，長期使用后，特別是設備停運檢修期間，焊縫銹蝕嚴重，導致焊縫強度不夠產生泄漏，管頭焊縫一旦泄漏，會造成管側 的高壓水滲漏到汽側，周圍管束受高壓給水沖擊而泄漏管束增多，泄漏更加嚴重，必須緊急解列高加進行處理，大大降低了電廠的發電效率。現有采用內孔焊接防止焊縫受給水沖蝕的技術，如專利號為CN200910305748. I的換熱器中換熱管與管板的內孔焊接方法，將換熱管的焊接端搭接在管板的圓孔內，要求搭接時換熱管的焊接端伸入圓孔內0. 3-1. 8mm，對其接縫處進行孔內和孔外焊接，孔內焊縫和孔外焊縫能較高地提高耐腐蝕性能，但內孔焊接對管與管板的精度配合要求較高，焊接エ藝復雜，生產時間長、成本高,維護不便。
發明內容
為了克服原有技術中的不足，本發明提供了一種エ藝簡單，精度配合要求不高，兼顧焊縫強度和耐腐蝕性能，制作、維護方便的300MW及以上高壓加熱器管頭焊接エ藝。本發明提供的技術方案是ー種300MW及以上高壓加熱器管頭焊接エ藝，其特征是由碳鋼材質換熱管穿接在20MnMo管板上焊接而成,エ藝步驟為
1)、采用帶極堆焊技術在20MnMo管板的表面堆焊低碳鋼層，焊帶材料為DT4A，規格為60X0. 5mm,焊劑為HJ431，堆焊兩層，每層焊后清渣，每層高度為4±0. 3mm,設定電流為800-900A,電壓為 25-35V，焊接速度為 l(Tl5cm/min ；
2)、步驟I)堆焊后的管板在580-640°C下保溫4-5小時，機加工后保證堆焊層高度不低于5mm，對堆焊層表面進行無損檢測；
3 )、管板內孔堆焊表面倒角開坡ロ，將換熱器管頭插入管板內孔進行裝配定位，換熱器管頭伸出管板堆焊層表面3-4mm ；
4)、采用管板脈沖自動氬弧焊機在管板堆焊層坡ロ處堆焊ー層碳鋼焊縫連接換熱器管頭，機頭旋轉725-750°，旋轉速度為9-15cm/min，送絲角度為720°，0-360°脈沖電流為60/160A，送絲速度為8-20cm/min，360° -720°脈沖電流為60/140A，送絲速度為40-60cm/min，焊絲為ER50-2或ER70S-2 ;換熱器管頭焊接完成后用超高液壓脹管機對換熱管進行貼脹，消除換熱管與管板內孔之間的間隙；
5)、貼脹完成后，在步驟4)焊接的碳鋼焊縫上采用管板脈沖自動氬弧焊機再焊ー層鎳基金屬焊層，脈沖電流為50/130A，機頭旋轉375°，機頭旋轉速度為8-12cm/min，送絲角度為360°，送絲速度為60-70cm/min，焊絲采用ERNiCr-3 ；
6)、重復操作步驟4)、5)完成所有管頭焊接后，采用手工鎢極氬弧焊對相鄰的三只管頭間三角區進行補焊，焊絲采用ERNiCr-3，補焊覆蓋焊層完全覆蓋低碳鋼堆焊層；
7)、進行無損檢測。與現有技術相比，本發明的優點是步驟4)中，在0-360°焊接時，采用相對低的送絲速度既保證了焊縫脫氧要求，又能盡量增加熔深；焊絲采用ER50-2或ER70S-2，含較多強脫氧元素，能防止氣孔產生，進ー步提高焊接質量；步驟5)中，在碳鋼焊縫的外面焊ー層鎳基金屬，使碳鋼焊縫既抗銹蝕，又耐給水的沖蝕，還消除了貼脹對碳鋼層焊縫產生的殘余應力，同時由于鎳基材料的膨脹系數和碳鋼的接近，大大減小了管程和殼程之間溫差應カ 對焊縫的影響，延長使用壽命；步驟6)中，補焊完全覆蓋低碳鋼堆焊層，用以防水流沖壞管板堆焊層而影響到管頭焊縫的質量。
圖I為本發明焊接結構示意 圖2為圖I的俯視圖。圖中管板1，換熱管2，低碳鋼堆焊層3，碳鋼焊縫4，鎳基金屬焊層5，覆蓋焊層6。
具體實施例方式以下結合附圖和實施例對本發明作進ー步說明。圖1、2所示，換熱管2管頭穿過20MnMo管板I的內孔，20MnMo管板I的水室側表面上焊接低碳鋼堆焊層3，換熱管2管頭與焊接有低碳鋼堆焊層3的20MnMo管板I之間經坡ロ碳鋼焊縫4焊接，碳鋼焊縫4上焊接有鎳基金屬焊層5，每相鄰的三只換熱管2管頭間三角區補焊有覆蓋焊層6完全覆蓋低碳鋼堆焊層3。ー種300MW及以上高壓加熱器管頭焊接エ藝，步驟如下
采用帶極堆焊技術在20MnMo管板的表面堆焊低碳鋼層，焊帶材料為DT4A，規格為60X0. 5mm,焊劑為HJ431，堆焊兩層，每層焊后清渣，每層高度為4±0. 3mm,設定電流為800-900A,電壓為 25-35V，焊接速度為 l(Tl5cm/min ；
2)、步驟I)堆焊后的管板在580-640°C下保溫4-5小時，機加工后保證堆焊層高度不低于5mm，對堆焊層表面進行無損檢測；
3)、管板內孔堆焊表面倒角開坡ロ，將換熱器管頭插入管板內孔進行裝配定位，換熱器管頭伸出管板堆焊層表面3-4mm ；
4)、采用管板脈沖自動氬弧焊機在管板堆焊層坡ロ處堆焊ー層碳鋼焊縫連接換熱器管頭，機頭旋轉725-750°，旋轉速度為9-15cm/min，送絲角度為720°，0-360°脈沖電流為60/160A，送絲速度為8-20cm/min，360° -720°脈沖電流為60/140A，送絲速度為40-60cm/min，焊絲為ER50-2或ER70S-2 ;換熱器管頭焊接完成后用超高液壓脹管機對換熱管進行貼脹，消除換熱管與管板內孔之間的間隙；
5)、貼脹完成后，在步驟4)焊接的碳鋼焊縫上采用管板脈沖自動氬弧焊機再焊ー層鎳基金屬焊層，脈沖電流為50/130A，機頭旋轉375°，機頭旋轉速度為8-12cm/min，送絲角度為360°，送絲速度為60-70cm/min，焊絲采用ERNiCr-3 ； 6)、重復操作步驟4)、5)完成所有管頭焊接后，采用手工鎢極氬弧焊對相鄰的三只管頭間三角區進行補焊，焊絲采用ERNiCr-3，補焊覆蓋焊層完全覆蓋低碳鋼堆焊層；
7)、進行無損檢測。
權利要求
1.ー種300MW及以上高壓加熱器管頭焊接エ藝，其特征是由碳鋼材質換熱管穿接在20MnMo管板上焊接而成，エ藝步驟為 1)、采用帶極堆焊技術在20MnMo管板的表面堆焊低碳鋼層，焊帶材料為DT4A，規格為60X0. 5mm,焊劑為HJ431，堆焊兩層，每層焊后清渣，每層高度為4±0. 3mm,設定電流為800-900A,電壓為 25-35V，焊接速度為 l(Tl5cm/min ； 2)、步驟I)堆焊后的管板在580-640°C下保溫4-5小時，機加工后保證堆焊層高度不低于5mm，對堆焊層表面進行無損檢測； 3)、管板內孔堆焊表面倒角開坡ロ，將換熱器管頭插入管板內孔進行裝配定位，換熱器管頭伸出管板堆焊層表面3-4mm ； 4)、采用管板脈沖自動氬弧焊機在管板堆焊層坡ロ處堆焊ー層碳鋼焊縫連接換熱器管頭，機頭旋轉725-750°，旋轉速度為9-15cm/min，送絲角度為720°，0-360°脈沖電流為60/160A，送絲速度為8-20cm/min，360° -720°脈沖電流為60/140A，送絲速度為40-60cm/min，焊絲為ER50-2或ER70S-2 ;換熱器管頭焊接完成后用超高液壓脹管機對換熱管進行貼脹，消除換熱管與管板內孔之間的間隙； 5)、貼脹完成后，在步驟4)焊接的碳鋼焊縫上采用管板脈沖自動氬弧焊機再焊ー層鎳基金屬焊層，脈沖電流為50/130A，機頭旋轉375°，機頭旋轉速度為8-12cm/min，送絲角度為360°，送絲速度為60-70cm/min，焊絲采用ERNiCr-3 ； 6)、重復操作步驟4)、5)完成所有管頭焊接后，采用手工鎢極氬弧焊對相鄰的三只管頭間三角區進行補焊，焊絲采用ERNiCr-3，補焊覆蓋焊層完全覆蓋低碳鋼堆焊層； 7)、進行無損檢測。
全文摘要
本發明涉及一種300MW及以上高壓加熱器管頭焊接工藝，由碳鋼材質換熱管穿接在20MnMo管板上焊接而成，采用帶極堆焊技術在20MnMo管板的表面堆焊低碳鋼層，堆焊后的管板保溫、機加工，管板內孔堆焊表面倒角開坡口，將換熱器管頭插入管板內孔進行裝配定位，在管板堆焊層坡口處堆焊一層碳鋼焊縫連接換熱器管頭，對換熱管進行貼脹，在碳鋼焊縫上再焊一層鎳基金屬焊層，完成所有管頭焊接后，對相鄰的三只管頭間三角區進行補焊，補焊覆蓋焊層完全覆蓋低碳鋼堆焊層。該工藝簡單，精度配合要求不高，兼顧焊縫強度和耐腐蝕性能，焊接質量好。
文檔編號B23K9/16GK102837107SQ20121026660
公開日2012年12月26日 申請日期2012年7月30日 優先權日2012年7月30日
發明者嚴忠一, 何雨花, 錢文紅, 張龍 申請人:南京汽輪電機集團泰興寧興機械有限公司