[发明专利]超超临界锅炉高温屏式过热器不开坡口管排焊接工艺

说明书

技术领域

本发明涉及锅炉设备技术领域，尤其涉及一种超超临界锅炉高温屏式过热器不开坡口管排焊接工艺。

背景技术

锅炉高温屏式过热器用于锅炉行业，过热器设置在炉膛中，过热器管排角焊缝的主要作用是传热，而传统的超超临界锅炉高温屏式过热器SA213-T91管排采用OE-S1CrMo2Φ2.0焊丝/S-777MXT焊剂进行埋弧焊拼排，这种拼排焊接方式反面焊缝中心有纵向裂纹，且裂纹长度较长，扩大检查后正面焊缝中心也发现有断续纵向裂纹，且大多数裂纹在焊接之后立即出现，因此传统的焊接拼排工艺存在热裂纹且为结晶裂纹，而该热裂纹直接影响过热器角焊缝的传热系数，其次，焊接过程中的结晶现象严重，还有在实际的焊接过程中发现：扁钢厚、窄，焊后焊接应力无法通过扁钢来调整，造成焊缝拘束度大，是造成焊缝焊后中心纵向裂纹的主要原因，焊缝形状系数低也是造成焊缝中心结晶线上裂纹的主要原因，扁钢窄，焊接过程两把焊炬近，两侧角焊缝焊后焊缝易重叠，焊缝之间相互影响大是造成焊后焊缝中心纵向裂纹的次主要原因，酸性焊剂焊后接头塑性、韧性比碱性焊剂焊后接头差，不适合Φ51×8T91管排埋弧焊拼排焊接。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供超超临界锅炉高温屏式过热器不开坡口管排焊接工艺，该焊接工艺能够减小焊缝拘束度，提高接头塑性、韧性，防止焊缝金属和热影响区晶粒长大，提高焊缝形状系数，增加接头抗裂能力。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

超超临界锅炉高温屏式过热器不开坡口管排焊接工艺，包括以下步骤：

（1）选取厚度为6mm、宽度12.5-13.7cm为的扁钢；管子，高压锅炉合金管；焊丝，尺寸为Φ1.6mm；焊剂，碱性焊剂，碱度为3:2；

（2）管子与扁钢焊接前预处理，对每根管子的表面氧化皮污垢进行打磨清理，并采用有色漆标记管子焊接面焊接线，形成定位焊点；

（3）采用埋弧焊的方法通过埋弧焊自动化焊机进行焊接，焊接过程通过埋弧焊自动化焊机进行有序的送焊丝，并在焊接的过程中注入上述碱性焊剂，焊接过程中采用两两管子中间焊接一个扁钢的方法进行焊接，形成过热器单件，再将两两过热器单件之间焊接一个扁钢，按照此方法以此类推进行拼排；

（4）步骤（3）焊接过程采用双层单道焊接法焊接，双层单道焊接的第一层焊前预热温度为180～220℃，焊接电流为220～240A，焊接电压为27～28V，焊接速度为0.8m/min，第一层焊接完后，背面电弧气刨；

（5）步骤（4）中双层单焊道第一层焊接完成后，接着进行第二层焊接，第二层焊前预热温度为170～200℃，焊接电流为240～260A，焊接电压为28～29V，焊接速度为1.10～1.2m/min；

（6）焊接完成后的管排经砂轮打磨；

（7）焊接后的管排在200～400℃的温度环境下进行2h规范消氢处理；

（8）焊接后的管排在730～760℃的温度环境下进行1h规范消除应力处理；

（9）无损检验。

进一步的，所述管子采用SA213-T91无缝高压锅炉合金管，尺寸为Φ51×8×12000mm或Φ76×8×12000mm。

进一步的，所述焊剂为氟碱性烧结焊剂。

进一步的，所述焊丝采用T91焊丝。

进一步的，所述无损检测包括检测焊接的接头的强度、角焊缝硬度以及焊接接头抗裂性。

进一步的，所述第一层焊接在焊剂垫上焊接。

进一步的，所述焊接垫为铜衬垫。

本发明的有益效果是：本发明主要从以下几个方面进行改进：其一，降低扁钢的厚度为6mm，部分焊接应力通过扁钢来调整，减小焊缝拘束度；采用碱性焊剂。提高接头塑性、韧性；采用小规范化的参数进行严格焊接，一方面降低热输入量，缩短焊接熔池高温停留时间，加快焊缝金属冷却时间以防止焊缝金属和热影响区晶粒长大；其次采用小规范化参数以提高焊缝形状系数，来增加接头抗裂能力；采用双层单道焊，第一，可使焊接接头的每一道焊缝断面减小，提高冷却速度，改善一次结晶条件，并使每层焊缝之间有依次热处理作用，因而又改善二次组织；第二，改变焊缝金属结晶线的位置。最终目的提高接头强度；此外，对角焊缝的热处理参数进行合理调节，使得经730～760℃×1h规范焊后热处理，角焊缝硬度值明显降低。

附图说明

图1为本发明现有技术管组焊缝断面宏观图。

图2为本发明现有技术焊缝断面宏观图。