[发明专利]钢制大规格部件免焊后热处理的同种钢焊接修复方法

说明书

本发明提供一种钢制大规格部件免焊后热处理的同种钢焊接修复方法：先对焊接修复区域进行前处理；再采用氩弧焊对修复区域进行第一层打底焊接，焊接速度150mm/s、电流115A，电压80V，焊道间搭接量50％；再在打底焊层表面进行手工电弧焊焊接，焊接速度60～150mm/s、电流120～125A，电压80～85V，焊道间搭接量50％，层间温度200～250℃；去应力和去焊层后，继续焊接直至填满修复区域；填满后，再增加三层焊层作为盖面焊层，最后打磨掉盖面焊层；本发明无须进行焊后热处理，且能达到与传统焊接后热处理相当的力学性能，满足国际标准对焊接接头的力学性能要求，适于钢制大规格部件的现场焊接修复。

技术领域

本发明属于金属材料焊接技术领域，具体涉及一种针对钢制大规格部件免焊后热处理的同种钢焊接修复技术。

背景技术

按照现行标准，我国火电厂耐热钢承压部件发现缺陷后的修复处理方法主要分为两类：一是同种钢材质焊接+焊后热处理，二是采用奥氏体基体焊材的异种钢焊接修复，该工艺可以免做焊后热处理。然而，这两种方法在钢制大规格部件的现场修复上都存在一定的困难。第一种方法的主要障碍是对于壁厚大、直径大、形状不规则、结构复杂等大规格部件，现场焊后热处理较难实现，且工艺控制困难；第二种方法的障碍则主要是25％Cr-20％Ni不锈钢焊材或Ni基焊材等奥氏体基焊材的成本高，且焊缝金属与母材属于异种钢焊接，存在热膨胀系数差别大、熔合区碳迁移、马氏体脆性层等缺陷，容易出现早期开裂失效，对部件的长期运行可靠性存在较大威胁。因此，开发一种针对火电厂耐热钢部件等代表性的大规格钢制部件的同种钢焊接且免焊后热处理的现场焊接修复方法具有重大的工程意义。

焊后免热处理焊接的主流技术是焊道回火焊接，该技术目前国内还比较少，少量的报道集中在核电SA508材料或石油管线钢焊接接头粗晶区韧化方面。然而，关于火电用碳钢及低合金耐热钢等部件的免焊后热处理的同种钢焊接修复工艺、标准及组织性能数据都基本处于空白状态。

发明内容

本发明的目的是提供钢制大规格部件免焊后热处理的同种钢焊接修复方法，专门针对性解决国内火电关键大型部件焊后免热处理的同种钢焊接现场修复问题。

本发明所采用的技术方案是，

钢制大规格部件免焊后热处理的同种钢焊接修复方法，包括以下步骤：

步骤1，对焊接修复区域进行前处理

对被修复区域进行刨削和打磨以去掉表面氧化层和污染物，再采用火焰加热的方式对修复部位进行预热，预热温度为150℃；

步骤2，打底层焊接

采用氩弧焊对修复区域进行第一层打底焊接，使用直径为2.5mm的焊材，焊材为与修复区域材质相同的氩弧焊焊丝，焊接速度为150mm/s、电流为115A，电压为80V，焊道间搭接量为50％；

步骤3，手工电弧焊焊接

在第一层打底焊层表面再进行手工电弧焊焊接，采用直径为3.2或4.0mm的焊条，焊条材质与修复区域材质相同，焊接速度为60～150mm/s、电流为120～125A，电压为80～85V，焊道间搭接量为50％，焊接过程的层间温度为200～250℃；

步骤4，去应力和去焊层处理

先采用气动高频锤去除手工电弧焊层表面的应力；随后，通过刨削和打磨的方式将手工电弧焊层的表层去掉；

步骤5，焊接修复

重复步骤3和步骤4直至填满修复区域；

步骤6，盖面焊接与去除

在填满修复区域后，在修复区域表面继续重复步骤3和步骤4，增加三层焊层作为盖面焊层，实现对最上方工作面的正火处理；最后打磨掉盖面焊层完成整个焊接工序。