浙江至德(de)鋼業有限公司為了防止和減少HK-40爐管(guan)焊接接頭在焊接和高(gao)溫長期服役時(shi)產生裂紋，應采取下列措施。
一、冶(ye)金(jin)措施
正確選用合適的焊(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料要確保三個條件：①. 焊(han)縫(feng)金(jin)屬中(zhong)(zhong)雜質含量(liang)少(shao)，焊(han)接(jie)(jie)(jie)過(guo)程中(zhong)(zhong)不易(yi)產(chan)生(sheng)熱裂紋；②. 在(zai)(zai)σ相(xiang)析出溫度(du)區段（650～900℃）長期(qi)服(fu)役過(guo)程中(zhong)(zhong)，焊(han)縫(feng)金(jin)屬局部(bu)不會析出σ相(xiang)；③. 同時在(zai)(zai)高(gao)溫服(fu)役過(guo)程中(zhong)(zhong)，焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的蠕變斷裂強度(du)不低于鑄態爐(lu)管，從而(er)避免爐(lu)管的損壞發生(sheng)在(zai)(zai)焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭上(shang)。選用這(zhe)種(zhong)焊(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料，能確保爐(lu)管的焊(han)接(jie)(jie)(jie)性和保持高(gao)溫長期(qi)服(fu)役過(guo)程中(zhong)(zhong)的穩定性。
用于HK-40爐(lu)管焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)料見表4-64。其中(zhong)TGS-310HSA 實芯(xin)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲具有良(liang)好的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)性，同時也基(ji)(ji)本具備了HK-40爐(lu)管在高(gao)溫長期(qi)服役過程所(suo)需(xu)要的(de)(de)(de)(de)蠕(ru)(ru)(ru)變(bian)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)強(qiang)度。該(gai)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲中(zhong)的(de)(de)(de)(de)鎳含量(liang)較高(gao)［w（Ni）≥24％］，所(suo)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬(shu)在650～900℃溫度范圍(wei)內長期(qi)服役不會有局(ju)部σ相析出。該(gai)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲所(suo)得的(de)(de)(de)(de)全焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬(shu)（熔(rong)敷金(jin)屬(shu)）在高(gao)溫試驗的(de)(de)(de)(de)蠕(ru)(ru)(ru)變(bian)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)強(qiang)度與(yu)鑄態HK-40爐(lu)管的(de)(de)(de)(de)比較，如(ru)圖(tu)4-25所(suo)示(shi)。從圖(tu)中(zhong)可以看出，當斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)時間相同時，熔(rong)敷金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)蠕(ru)(ru)(ru)變(bian)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)強(qiang)度高(gao)于爐(lu)管。用這種焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭進行了蠕(ru)(ru)(ru)變(bian)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)強(qiang)度試驗，結果如(ru)圖(tu)4-26所(suo)示(shi)，所(suo)有的(de)(de)(de)(de)試樣均(jun)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)于基(ji)(ji)本金(jin)屬(shu)上。這類高(gao)合金(jin)材(cai)(cai)料焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲的(de)(de)(de)(de)硫和(he)磷含量(liang)很(hen)低(di)，對提高(gao)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬(shu)抗裂(lie)(lie)(lie)性是有益的(de)(de)(de)(de)。
HP系列(lie)鑄造爐管焊(han)接(jie)時(shi)使用的焊(han)絲牌號及化(hua)學(xue)成分(fen)見表4-65。從表4-64和(he)表4-65中可(ke)以看(kan)出，焊(han)絲的基(ji)本化(hua)學(xue)成分(fen)與被焊(han)爐管的化(hua)學(xue)成分(fen)基(ji)本相同。
二、工藝措施
1. 焊接方法的選擇
鑄造耐熱(re)不銹鋼爐(lu)管(guan)(guan)的焊(han)(han)(han)接可以采(cai)用鎢極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)或用鎢極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)打底(di)，焊(han)(han)(han)條電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)蓋面的焊(han)(han)(han)接方法(fa)；也可以采(cai)用熔(rong)化極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)的焊(han)(han)(han)接方法(fa)。在熔(rong)化極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)中，有一種(zhong)低(di)輸入窄間隙(xi)焊(han)(han)(han)接方法(fa)，在爐(lu)管(guan)(guan)焊(han)(han)(han)接中已得到推(tui)廣使用。
低熱輸入窄間隙焊(han)(han)，是采用(yong)(yong)細直徑焊(han)(han)絲（0.9～1.2mm），小的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)參數和(he)快的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)速(su)度進行(xing)施(shi)焊(han)(han)；在厚(hou)板(ban)或厚(hou)壁爐管進行(xing)對接(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)時，焊(han)(han)前在待焊(han)(han)處(chu)不開坡(po)口或開小角度坡(po)口，并(bing)留(liu)有窄而深的(de)(de)間隙，采用(yong)(yong)氣體保(bao)護焊(han)(han)多層焊(han)(han)完成(cheng)整條焊(han)(han)縫。由于焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)坡(po)口狹窄，可(ke)(ke)以(yi)減少焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料的(de)(de)消耗和(he)節(jie)省能源，在保(bao)證(zheng)優質焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)(de)前提下，可(ke)(ke)降低焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)成(cheng)本，是一(yi)種高效(xiao)率的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)(fang)法。這(zhe)種焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)(fang)法還有以(yi)下優點：
①. 低熱輸(shu)人窄間隙采用多(duo)道焊(han)完(wan)成，每道焊(han)縫的熱輸(shu)入很小(xiao)，所(suo)以(yi)焊(han)縫金屬的晶粒細小(xiao)，焊(han)接接頭韌性好，還不(bu)易產生(sheng)裂紋(wen)；
②. 由(you)于(yu)熱輸(shu)入小(xiao)，因而熱影響區窄，一般只有1.2mm寬，晶粒長(chang)大區不(bu)超過0.8mm，所以(yi)焊(han)接(jie)(jie)變(bian)形(xing)量小(xiao)，焊(han)接(jie)(jie)殘(can)余應(ying)(ying)力(li)也小(xiao)。由(you)于(yu)焊(han)接(jie)(jie)應(ying)(ying)力(li)應(ying)(ying)變(bian)本(ben)身(shen)也是(shi)一種可積累的蠕變(bian)損傷，所以(yi)形(xing)成(cheng)了焊(han)接(jie)(jie)應(ying)(ying)變(bian)和殘(can)余應(ying)(ying)力(li)小(xiao)的焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭，提高了抗蠕變(bian)的能力(li)，同時對防止應(ying)(ying)力(li)腐蝕裂紋也是(shi)有利(li)的；
③. 母材熔入焊(han)(han)縫金屬的分量較少，使焊(han)(han)縫金屬熔合比小，不(bu)會因為焊(han)(han)縫金屬成分不(bu)均勻而產生局部(bu)σ相(xiang)析出。
鑄造耐熱不銹鋼(gang)爐管，目前仍常(chang)用(yong)鎢極氬弧焊(han)進(jin)行施焊(han)。
2. 坡(po)口的選擇和準備
由于焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)的(de)化(hua)學成分優于爐管(guan)本體，希望爐管(guan)材(cai)料(liao)在焊(han)縫(feng)金屬(shu)(shu)所占分量(liang)越少(shao)(shao)越好。這樣(yang)能提(ti)高(gao)(gao)焊(han)縫(feng)金屬(shu)(shu)抗裂性，還可以使焊(han)縫(feng)金屬(shu)(shu)局部(bu)σ相析出(chu)量(liang)減少(shao)(shao)，并(bing)能提(ti)高(gao)(gao)高(gao)(gao)溫(wen)蠕裂強度，延長爐管(guan)的(de)服役(yi)壽命(ming)。爐管(guan)對接(jie)(jie)焊(han)時常(chang)用(yong)的(de)坡(po)(po)口(kou)形式(shi)如圖(tu)4-27所示。圖(tu)4-27a所示為低熱輸入窄間隙焊(han)的(de)坡(po)(po)口(kou)形式(shi)，圖(tu)4-27b為鎢極氬弧焊(han)的(de)坡(po)(po)口(kou)形式(shi)。
無論選用何種焊(han)接方法，采用哪(na)種坡口形式，底層均(jun)為氬弧焊(han)不加填充焊(han)絲的(de)封底焊(han)。坡口金(jin)屬必(bi)須徹底打(da)磨干凈，不留(liu)任何鑄(zhu)造(zao)缺(que)陷(xian)、冶(ye)金(jin)缺(que)陷(xian)或外來污(wu)物。
3. 焊(han)接工藝
a. 施焊(han)(han)以前，爐(lu)管的待焊(han)(han)處和焊(han)(han)絲要認真清理，去(qu)除油污(wu)，保持(chi)干凈。
b. 避(bi)免強力(li)組(zu)對裝(zhuang)配，減少焊接裝(zhuang)配應力(li)。
c. 爐管定位焊(han)后，管內(nei)(nei)要充氬氣(qi)進行(xing)內(nei)(nei)保護，防止焊(han)縫背(bei)面氧化。
d. 采用鎢極氬(ya)弧(hu)焊(han)時(shi)，要(yao)選擇合理(li)的焊(han)接(jie)次序來降(jiang)低焊(han)接(jie)應力，多層焊(han)時(shi)，要(yao)等第一層焊(han)縫(feng)冷卻后，再焊(han)下一層焊(han)縫(feng)，避免焊(han)縫(feng)過熱，防(fang)止晶粒粗大。
e. 多(duo)層(ceng)焊時，各層(ceng)的(de)焊接收弧處要相互錯開，避免弧坑(keng)中(zhong)缺(que)陷(xian)重疊(die)而(er)降(jiang)低焊接接頭(tou)的(de)力(li)學性(xing)能。
f. 焊接(jie)結束或中斷時，要采取電流衰減收弧法(fa)，同時要填滿弧坑(keng)，防(fang)止(zhi)弧坑(keng)裂紋的形成(cheng)。
