第卷第
期中国特种设
备
安全
之
户
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矛
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低温
钢
的
焊接工艺评
定
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广核工程有限公
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1
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1
)
严格控制焊接线能量,最大限
度
的减少热输人,焊接时尽量采用
快速
多道焊。施焊时,控制道间温度在
9
0
-
11
0
℃
之间并尽可能不连续施焊
以
控
制道间温度
。
2)为限制线能量,在焊材规
格上
,
选用的是功32mm、功4mm的焊
条
和
中
4
mm
的
焊丝。焊材在使用前严格按照
规
定要求进行烘干
。
3)对于对焊接线能量影响最大的2
2004
年,我公司承接了某公司的HZjS甲醇改扩
建工程中共计16台09MnNIDR钢低温压力容器的制造任务壁厚8一52mm产品类型既有反应塔也有换热器。由于关系到HZS/甲醇改扩建工程的质量和进度而且是我公司第一次承接这种材料的压力容器,故此对09MnNIDR进行了焊接工艺评定试验。个因素—电流和电压进行了适当的控制。相对于同规格的其它焊材焊接时所选用的焊接规范在焊
接09MnNIDR低温钢时则选用了较小的焊接规范
。
这样,通过控制焊接电流、电压和焊接速度从而达
到控制线能量的目的
。
109MnNIDR低温钢焊接工艺的确定09MnNIDR低温钢焊接要求高,焊接质量不易控制,其难点就在于焊缝和熔合线附近区域部位的低温冲击性能差很难得到较好的低温冲击韧性,从而无法保证焊接质量以及最终的产品质量。我公司承接的OgMnNIDR钢低温压力容器设计温度为一60一50℃,且要求焊接工艺评定试板和产品试板的焊缝金属和热影响区的低温夏比四型缺口)冲击试验温度为一70℃,3个试样的平均冲击值A二)24)(小试样的冲击功指标根据试样宽度按比例缩减)。由于以前国内使用09MnNIDR低温钢的厂家不多不少采用进口的焊材没有多少经验可以借鉴。考虑到产品设计单位指定采用W807iN焊条而且进口的焊材成本较高因此我们特意委托哈尔滨焊接研究所(以下简称哈焊所)在原有国标牌号的W707iN焊条的基础上研制出了在一70℃的低温时仍具有良好冲击韧性的W807iN焊条以及对应的埋弧自动焊用的焊丝H09MnNIDR、焊剂SJ208DR。随后我厂采购了OgMnNIDR钢板,利用这3种焊材,分别进行了2次焊条电弧焊和2次埋弧自动焊试验选定了焊材后,考虑到低温材料的焊接特点,采取了以下工艺措施以保证焊接质量。209MnNIDR低温钢焊接工艺评定试验在分析了焊接难点所在并制定了
相应的工
艺预防措施后结合厂内的实际情况按
照
J
B
4708一20
00
《钢制压力容器焊接工艺评定》
标
准进
行了2次焊接试验。一次在哈焊所,一次在厂内。评定
试验
结果如表1、表2所示
。
2
次试验后,我们发现了一些问题,也摸
索
出了
一些经验。随后,又针对产品,又进行了几次焊接工
艺评定试验。试验结果如表3所示
。
通过几次试验,我们逐渐掌握了09MnNIDR低
温钢的焊接性,总结了一些经验,归纳如下
:
l)wso7Ni、HogMnNIDR、sJZo8D
R
的性能是
符
合OgMnNIDR的焊接要求
的。用这些焊材来焊接
09
MnNIDR
低温钢,无论是手工焊,还是埋弧自动
焊
都是可行的。试验结果,尤其是低温冲击性能都完
全
符合09MnNIDR低温钢的焊接要求
。
2)焊材在使用前要严格按照要求进行
烘干
其
中W807Ni焊条的烘干温度为350℃,SJ208DR焊剂
的
烘干温度为250~35
0
℃
。
3)常温下09MnNIDR低温钢板厚6<3
o
nr
m
时不
需要预热,板厚占)30mm或环境温度太低
时,可以适
当
预热(选用的预热温度为
70一1
00
℃
)
。
4)焊接过程要控制焊接线能量。第一次试验
时
,
中国特种设备安全第卷
第
期
表1第一次焊接试验记录在哈焊所进行
序号母材材嘿`焊接焊材材焊接热处理全焊缝拉伸一℃冲
击功平均
值
o
j
方
法牌号
位置置
夕仔犷焊缝热影响
以
lnW认
i
平位位消
应
力
o
n
Wli平位消应力
l1
注:此次试验加工的试样的机械性能试验在哈尔滨锅炉
厂进
行
表第二次焊接试验记录在本厂进行
序号母材嘿`焊接焊材材焊接」出人卜用焊接接头拉伸伸
一
℃
冲击功平均值
。
方
法牌号号位置
尹汽奢
洲上二壬,
/MPaa了MPa吕少%焊缝缝热影响
区
lOgMnNIDR222SMAWW807Nii平位位消应力力532290082666800888433
535
209MnNIDRR222SAWH09MnNIDR平位位消应力力5555260025882466262224882688
SJ208DR
55
2
表3焊接工艺评定试验记录(在本厂进行
)
序号母材规格/焊接接焊材焊接接热处理焊接接头拉伸伸一70℃冲击功平均值
AK、J
J
IIUll
方法牌号号位置
a
了MPa仔JMPa6穿%焊缝热影响
区
l09MnNIDRl8SAWH09MnNIDRR平位正火+51523441588210016882321844
SJ208DRR消应力力
5122
209MnNIDR522SAWHOgMnNIDRR平位位正火十496621442666280021020002300
SJ208D
R
消应力
4722072111221
309MnNIDRR344SA明H09MnNIDRR平位位消应力力5433222220718001900210200
SJ
208DRR
5266
409MnNIDR522SMAWW807Ni平位位消应力力4788278826882721800!92212
475207721662055
选用的焊条电弧焊的焊接电流比第二次时选用的
要低40~SOA,电压则变化不大,所得到的试样的低温冲击功平均值也相对要高些。电流的大小直接影响了焊接线能量的大小,从而对焊缝及热影响区的低温冲击性能有很大的影响。所以在后面的焊接工艺评定试验中,又适当降低了焊接电流而焊缝和热影响区的低温冲击功平均值也有明显提高。5)对于道间温度控制,第一次试验时,对道间温度控制在90一110℃,以后试验时,道间温度控制在100一150℃,而所有试验结果数据变化并不是很明显,这说明,道间温度控制在90一150℃范围内是可行的。6)第一次试验时,选用的热处理温度为620士巧℃以后试验时,根据BJ理4709一2000《钢制压力容器焊接规程》的推荐,选用温度为560士20℃。而所有的试验结果都是合格的这说明JBT/4709一200上推荐的温度是合适的,在选用热处理温度时只要满足标准推荐的温度即
可
。
3
结
论
l)采用WSO7Ni、H09MnNIDR、SJZo8DR
等焊材
来焊接09MnNIDR钢,得到的焊接接头的焊缝及热
影响区均具有良好的低温冲击性能,其低温冲击功
符合要求,可以替代进口焊材使
用
。
2)焊接线能量的大小对焊接接头的低温冲
击性
能有很大的影响,在焊接过程中要严格控制焊接
工
艺参数,尽量降低焊接线能
量
。
3)JB理4709一2000上推荐的09MnNIDR
低温钢
焊后热处理温度是合适的只要选用的热处理规范
不低于上面推荐的要求,则对焊接接头的性能没有
明显的影响。(收稿日期
2006一01一04
)