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国内外合金钢创新焊接技术及不预热焊条的研发应用

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国内外合金钢创新焊接技术及不预热焊条的研发应用来源:中国五金商机日期:在电站锅炉焊接生产实践过程中，出现了许多焊接耐热合金钢的特殊焊接质量问题，通过焊接基本原理分析，发现了许多可以解决上述焊接质量问题的新方法，实际应用效果比较好。

在电站锅炉焊接生产实践过程中，出现了许多焊接耐热合金钢的特殊焊接质量问题，通过焊接基本原理分析，发现了许多可以解决上述焊接质量问题的新方法，实际应用效果比较好。

  在电站锅炉焊接生产实践过程中，出作为主要处理机器的再生塑料造粒机将具有广大的客户群体现了许多焊接耐热合金钢的特殊焊接质量问题，通过焊接基本原理分晋城析，发现了许多可以解决上述焊接质量问题的新方法，实际应用效果比较好。为此，本文重点介绍一些电站设备制造厂焊接耐热合金钢的焊接新工艺和创新焊接技术。

为了便于叙述，本文将优化焊接结构、焊材、焊后工艺、焊接操作、焊接热规范、焊後热处理等新方法和技术措施统称为创新焊接技术。创新焊接技术可以用于防止焊接裂纹，提高焊接接头冲击韧度，提高焊接接头的使用性能，提高焊接接头使用寿命，防止焊接接头高温长期运行早期失效。

1 国外焊接新工艺试验

目前国外呈现很多应用于加氢反应器、电站锅炉用新型耐热钢等方面的焊接新工艺试验，本文以德国蒂伯公司在这两方面的焊接新工艺试验为例简要介绍。

1.1 德国蒂伯公司制造加氢反应器设备用2.25Cr-1Mo钢的焊接新工艺

在加氢反应器设备制造过程中，特别重视焊接接头的冲击韧度和回火脆化问题，德国蒂伯公司已经开发出了高韧性焊接材料和焊接方法，正在开发降低焊后热处理温度、提高焊缝冲击韧度的焊接新方法和焊接新工艺，其中焊接新工艺可以显著降低焊後热处理温度，而且保持比较高的焊缝低温冲击韧度，采用焊接新工艺可以进一步提高2.25Cr-1MoV钢的焊缝冲击韧度，降低脆性转变温度，还可以显著提高焊缝低温冲击韧度，降低脆性转变温度。尽管焊後热处理温度降低40℃，仍然具有比较高的冲击韧度和比较低的脆性转变温度。

1.2 德国蒂伯公司电站锅炉用新型耐热钢的焊接新工艺

采用TIG方法焊接T/P23钢的焊缝冲击韧度比较空调控制高，即使不预热，焊后不进行热处理的焊缝冲击韧度也非常高。虽然经过预热焊接和焊後热处理之后的SMAW和SAW焊缝冲击韧度有所提高，但仍然大大低于TIG焊态的冲击韧度。

与焊接T/P23钢相似，采用TIG焊方法焊接T/P24钢，焊缝和焊接热影响区的冲击韧度都比较高。适当进行焊後热处理，可以显著提高SMAW、SAW焊缝和焊接热影响区的冲击韧度。大口径管焊接工艺评定试样的焊缝和焊接热影响区的冲击韧度与母材的冲击韧度相当。

虽然焊接接头性能和冲击韧度都比较纸箱机满意，但是，国内外焊接生产经验证明，用T23、T24钢制造水冷壁时容易发生焊接裂纹和再热裂纹，T23悬吊管曾经发生脆断，必须引起重视。焊接试验和焊接生产经验都说明，有必要进一步开发T/P23、T/P24钢的不预热、不热处理、无裂纹、高韧性创新焊接技术。

采用焊接新工艺之后，焊缝冲击韧度有所提高，但是，SMAW，SAW焊缝的冲击韧度仍低于GTAW和母材的冲击韧度，还有待于开发创新焊接技术，进一步提高焊缝和焊接热影响区的冲击截至中国化工报记者发稿时韧度，以便达到母材的高水平冲击韧度。

2 国内创新焊接技术试验与应用

上世纪70年代初，我国就已经采用F11/F12马氏体耐热钢制造电站锅炉，最初采用国外焊接工艺，锅炉制造和运行过程中曾经发生焊接裂纹、焊缝脆化、早期失效等许多焊接质量问题。后来采用“创新焊接技术”焊接F11/F12钢集箱、管道和小口径管，效果非常好。主要创新焊接技术如下：

① 高匹配、不预热焊接F11小口径管（同印花机种钢和异种钢）焊口，不产生焊接裂纹。

② 无内保护的TIG打底焊，不产生内部气孔、裂纹、氧化和过烧。

③ 可以显著提高过去10年大口径管对接焊口冲击韧度的新技术，按原工艺焊接产品见证件的焊缝冲击韧度90J。

④ 异种钢焊口有明显碳迁移，但是，蠕变试验和长期运行后取样分析证明，在高温长期运行条件下，脱碳层逐渐消失，不降低长期运行蠕变断裂强度和使用寿命，不发生发生早期失效。主蒸汽F11+15Cr1Mo1V异种钢焊口爆管的失效分析结果证明，爆管的主要原因与脱碳层无关，异种钢焊口爆管的真正原因是再热裂纹和结构应力集中。

⑤ 上海锅炉厂有十多台300MW电站锅炉采用F11马氏体耐热钢，采用创新焊接技术之后，全部F11焊口在锅炉制造厂施工过程中未再发现焊接气孔和焊接裂纹。焊接见证件的力学性能、冲击韧度、焊接接头硬度都非常满意。

⑥ 采用创新焊接技术可以显著提高锅炉厂焊口的寿命，安全运行30年无事故，未发生焊接质量事故。采用国外焊接技术焊接的异种钢焊口中，已有十多个F11异种钢焊口运行2万-8万h发生断裂或者泄漏。

上海锅炉厂原采用国外焊接工艺达不到产品焊接技术要求，多次发生焊接裂纹，产品见证件的冲击韧度

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