[发明专利]P91耐热钢的组合焊接工艺

说明书

本发明公开了一种P91耐热钢的组合焊接工艺，在焊接中厚壁P91管对接焊缝时，采用ER90S‑B9焊丝进行背面充氩，氩弧焊封底焊接技术，填充与盖面层、道间的焊接，采用ER90S‑B9焊丝、氩+二氧化碳组成的混合气体保护焊焊接工艺。本发明的焊接工艺既保证了焊接质量，同时，在中厚壁大管对接焊中，填充层、道间的清渣工作也变的容易起来，且可以连续焊接，焊接接头大量减少，同时，避免焊条电弧焊时，焊条夹持端的累计浪费，及因焊条长时间现场存放吸潮而导致焊缝气孔与裂纹的产生，大大提高焊接效率，降低焊接成本。

技术领域

本发明涉及一种焊接工艺，其主要应用在超超临界火电机组材质为P91钢的中厚壁大管对接焊中，具有涉及一种P91耐热钢的组合焊接工艺。

背景技术

目前，在火电机组项目中，中厚壁P91管对接焊缝焊接时均采用ER90S-B9焊丝进行背面充氩，氩弧焊封底；E9015-B9焊条电弧焊填充与盖面的焊接工艺。这种组合焊接工艺，主要是利用氩弧焊的热源集中，保护效果好，质量容易得到保证来进行焊缝的封底，再利用操作较方便的手工焊条电弧焊来进行填充与盖面层、道间的焊接。但是采用这种焊接方法具有以下几点不足：

（1）焊条在焊前必须经过350℃的烘干，恒温1-2小时后存储在保温筒内随用随取，且使用超过四小时必须进行重新烘干，重复烘干次数一般不得超过二次,从而增加电力消耗，浪费焊接材料；

（2）焊条夹持端无法使用造成焊材的浪费；

（3）焊条电弧焊填充层、道间清渣较困难，效率低下；

（4）焊接过程中需频繁更换焊条，增加焊接接头数量，影响焊接质量与焊缝成型的美观；

（5）同一焊件，因焊条熔敷效率相对较低，要求焊工连续工作时间相对较长，增加焊工的劳动强度，同时，延长产品的制造日期，耗费大量人力、物力及电力资源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种解决火电机组，材质为P91钢的中厚壁大管在对接焊中可能出现的焊接缺陷，并降低施工成本，提高焊接质量与焊接效率等，满足设备正常运行的工况条件的P91耐热钢的组合焊接工艺。

为解决上述技术问题，本发明提供一种P91耐热钢的组合焊接工艺，在焊接中厚壁P91管对接焊缝时，采用ER90S-B9焊丝进行背面充氩，氩弧焊封底焊接技术，填充与盖面层、道间的焊接，采用ER90S-B9焊丝、氩+二氧化碳组成的混合气体保护焊焊接工艺，其特征在于包括如下步骤：

1）在焊前进行200℃-250℃的预热(P91钢合金含量高，该钢种焊接时有强烈的淬硬倾向，冷裂纹敏感性强，焊后冷却时，接头组织应力也增加了冷裂纹的倾向。因此，P91钢焊接时必须采取预热措施。但从接头质量来看，预热温度过高，则会在接头中引起晶界碳化物沉淀和形成铁素体，对韧性很不利，而一旦碳化物沉淀+形成铁素体组织形成后，必须进行调质处理才能得到有效解决。实践证明，在焊前进行200℃-250℃的预热，层、道间温度控制在150℃-200℃，即可有效防止焊接冷裂纹的产生)；

2）利用氩弧焊进行焊缝的封底焊接(背面充氩置换)，质量容易得到保证；

3) 再利用85%氩气、15%二氧化碳组成混合气作为焊接保护气体(试验表明，二氧化碳含量在15%-20%时，“氢”气孔可基本消除)+ER90S-B9实芯焊丝的焊接方法来进行填充与盖面层的焊接；

4）焊后空冷至80℃-100℃(此温度为此类钢的马氏体转变温度)，并保温1-2小时，待P91钢的晶相组织全部转变为马氏体后及时进行750℃-770℃恒温1.5-2小时(在此温度范围内，P91钢焊接接头的焊后热处理才能获得良好的综合性能，特别是焊缝的冲击韧度)焊后消应热处理的工艺方法。