[发明专利]一种先进超超临界锅炉用异种材料管材的焊接方法

说明书

一种先进超超临界锅炉用异种材料管材的焊接方法，属于锅炉用异种材料管材焊接领域，其技术要点包括以下步骤：a、焊前准备；b、焊接材料准备；c、对两根管子的焊接接头进行预热；d、焊接过程中采用水冷装置进行喷淋冷却的方式进行层间温度控制；e、焊后检验，焊接完成后按标准对焊接接头进行检验。本发明将两个异种材料管材进行焊接时，选择镍基合金作填充材料，在热丝机械钨极氩弧焊过程中可通过采用水冷装置进行喷淋冷却的方式进行层间温度控制，保证了焊接质量又不会影响焊接效率，根据材料本身的化学成分和组织力学性能等确定焊后是否需要进行热处理和如何选择焊后热处理制度，解决了先进超超临界锅炉用候选材料之间的异种材料焊接难题。

技术领域：

本发明涉及先进超超临界锅炉用异种材料管材加工领域，具体涉及一种先进超超临界锅炉用异种材料管材的焊接方法。

背景技术：

由于固溶强化镍基合金、镍铁基合金、时效强化镍基合金、马氏体耐热钢及新型奥氏体不锈钢均具有优良的高温力学性能，耐腐蚀性能，故常用来作为先进超超临界锅炉用候选材料。在先进超超临界锅炉所用的部件中常常会存在应用上述材料所进行的异种材料小口径管子的焊接。但这些材料由于化学成分、力学性能和热处理方式的不同，导致异种材料管材在焊接时存在较大的困难，若焊接工艺控制不当，则极易产生裂纹、未熔合、未焊透的缺陷，同时异种材料焊接时还存在热处理制度不兼容等问题。而目前，国内外还没有这些材料的异种材料管材的焊接工艺，因此开发异种材料管材的焊接工艺对解决类似异种马氏体耐热钢、新型奥氏体不锈钢、镍基合金的焊接问题具有极大的参考和借鉴意义。

发明内容：

本发明的目的是提供一种先进超超临界锅炉用异种材料管材的焊接方法，解决了超超临界锅炉用候选异种材料焊接的难题，同时对其他异种材料管材进行焊接时的焊材选择及焊接工艺控制具有借鉴意义。

本发明的锅炉用异种材料管材的焊接方法，为实现上述目的所采用的技术方案在于，包括以下步骤：

a、焊前准备：制备坡口，将手工钨极氩弧焊和热丝机械焊的坡口加工成V型，并对坡口及其内外壁两侧用丙酮进行清理，去除水、油等污物，之后将两根需要焊接的管子进行对口装配，手工钨极氩弧焊时对口间隙为2-3mm，热丝机械钨极氩弧焊时坡口间隙为0-0.5mm；

b、焊接材料准备：采用手工钨极氩弧焊时，选用成分满足ASME SFA5.14标准的直径为φ2.4的ERNiCrCoMo-1高温镍基合金条状焊丝；采用热丝机械钨极氩弧焊进行焊接时，选用成分满足ASME SFA5.14标准的直径为φ1.0的ERNiCrCoMo-1高温镍基合金条状焊丝；

c、对两根管子的焊接接头部位进行预热，当室温低于10℃时，焊前需要对两根管子的焊接接头两侧母材不少于200mm的区域进行预热；

d、焊接过程中采用水冷装置进行喷淋冷却的方式进行层间温度控制；

e、焊后检验，焊接完成后按JB/T 4730标准对焊接接头进行100％RT检验。

作为本发明的进一步改进，所述两种管材的材质为Alloy617B固溶强化镍基合金和GH984G镍铁基合金。

作为本发明的进一步改进，所述两种管材的材质为Alloy617B固溶强化镍基合金和HAYNES 282时效强化镍基合金。

作为本发明的进一步改进，所述两种管材的材质为Alloy617B固溶强化镍基合金和Inconel 740H时效强化镍基合金。

作为本发明的进一步改进，所述两种管材的材质为Alloy617B固溶强化镍基合金和SA-213T92马氏体耐热钢。

作为本发明的进一步改进，所述两种管材的材质为Alloy617B固溶强化镍基合金和UNS S31035新型奥氏体不锈钢。