浙江(jiang)至德鋼(gang)業(ye)有限公司為了(le)防止和減(jian)少HK-40爐管(guan)焊接接頭在焊接和高溫長期服(fu)役(yi)時產生裂紋(wen)，應(ying)采(cai)取下列措(cuo)施。
一、冶(ye)金(jin)措施
正(zheng)確選(xuan)用(yong)合適的焊(han)接(jie)(jie)材料(liao)要確保(bao)(bao)三個條件：①. 焊(han)縫(feng)金(jin)屬中(zhong)(zhong)雜質(zhi)含量少，焊(han)接(jie)(jie)過程中(zhong)(zhong)不易(yi)產生(sheng)熱裂紋；②. 在(zai)σ相析(xi)出溫度區段（650～900℃）長期服役過程中(zhong)(zhong)，焊(han)縫(feng)金(jin)屬局部(bu)不會析(xi)出σ相；③. 同時在(zai)高溫服役過程中(zhong)(zhong)，焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的蠕(ru)變斷裂強度不低(di)于鑄(zhu)態(tai)爐管，從而避免爐管的損壞發生(sheng)在(zai)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭上。選(xuan)用(yong)這(zhe)種焊(han)接(jie)(jie)材料(liao)，能(neng)確保(bao)(bao)爐管的焊(han)接(jie)(jie)性和保(bao)(bao)持高溫長期服役過程中(zhong)(zhong)的穩定性。
用(yong)(yong)于HK-40爐(lu)(lu)(lu)管(guan)焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)料見表(biao)4-64。其中TGS-310HSA 實芯(xin)焊(han)(han)(han)絲具有良好的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)性，同(tong)時(shi)也(ye)基本具備了(le)HK-40爐(lu)(lu)(lu)管(guan)在高(gao)(gao)溫(wen)長期服役過程所(suo)需要的(de)蠕變(bian)斷裂(lie)強(qiang)(qiang)度。該焊(han)(han)(han)絲中的(de)鎳含量較(jiao)高(gao)(gao)［w（Ni）≥24％］，所(suo)焊(han)(han)(han)成的(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)在650～900℃溫(wen)度范圍(wei)內(nei)長期服役不會有局(ju)部σ相(xiang)析出(chu)。該焊(han)(han)(han)絲所(suo)得的(de)全(quan)焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)（熔敷金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)）在高(gao)(gao)溫(wen)試驗(yan)的(de)蠕變(bian)斷裂(lie)強(qiang)(qiang)度與鑄態HK-40爐(lu)(lu)(lu)管(guan)的(de)比較(jiao)，如圖4-25所(suo)示(shi)。從圖中可以看出(chu)，當斷裂(lie)時(shi)間相(xiang)同(tong)時(shi)，熔敷金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)蠕變(bian)斷裂(lie)強(qiang)(qiang)度高(gao)(gao)于爐(lu)(lu)(lu)管(guan)。用(yong)(yong)這(zhe)(zhe)種焊(han)(han)(han)絲焊(han)(han)(han)成的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭進(jin)行了(le)蠕變(bian)斷裂(lie)強(qiang)(qiang)度試驗(yan)，結(jie)果(guo)如圖4-26所(suo)示(shi)，所(suo)有的(de)試樣(yang)均斷裂(lie)于基本金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)上。這(zhe)(zhe)類高(gao)(gao)合金(jin)(jin)(jin)材(cai)料焊(han)(han)(han)絲的(de)硫和磷含量很低，對提高(gao)(gao)焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)抗裂(lie)性是有益的(de)。
HP系列鑄造(zao)爐(lu)管(guan)焊接(jie)時使(shi)用的(de)焊絲牌號(hao)及化(hua)學(xue)成(cheng)分見表4-65。從表4-64和表4-65中可以看出，焊絲的(de)基本化(hua)學(xue)成(cheng)分與被焊爐(lu)管(guan)的(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分基本相同(tong)。
二、工藝措施(shi)
1. 焊(han)接方法的選擇(ze)
鑄造耐熱不銹鋼爐(lu)管的焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)可以采用鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)或用鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)打底，焊(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)蓋(gai)面(mian)的焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法(fa)；也可以采用熔化極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)的焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法(fa)。在熔化極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)中(zhong)，有一種低輸入窄間隙焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法(fa)，在爐(lu)管焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)中(zhong)已得到推(tui)廣(guang)使用。
低(di)熱輸入窄(zhai)間隙(xi)焊(han)(han)，是采(cai)用細直徑焊(han)(han)絲（0.9～1.2mm），小的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)參數和快(kuai)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)速(su)度(du)進(jin)行施焊(han)(han)；在(zai)厚板或厚壁爐管進(jin)行對接(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)時，焊(han)(han)前在(zai)待(dai)焊(han)(han)處不開坡(po)口(kou)(kou)或開小角度(du)坡(po)口(kou)(kou)，并留(liu)有(you)窄(zhai)而深的(de)間隙(xi)，采(cai)用氣體保(bao)護焊(han)(han)多層焊(han)(han)完成整條焊(han)(han)縫。由于(yu)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)坡(po)口(kou)(kou)狹(xia)窄(zhai)，可以(yi)減(jian)少焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料的(de)消(xiao)耗和節省能源，在(zai)保(bao)證優質焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)前提下(xia)，可降低(di)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)成本，是一(yi)種高效(xiao)率的(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(you)以(yi)下(xia)優點：
①. 低熱(re)輸(shu)人窄間隙采(cai)用多道焊(han)(han)完成，每(mei)道焊(han)(han)縫的熱(re)輸(shu)入(ru)很(hen)小，所以焊(han)(han)縫金屬的晶粒(li)細小，焊(han)(han)接接頭韌(ren)性好，還(huan)不易(yi)產生裂紋；
②. 由(you)(you)于熱輸入小(xiao)，因而(er)熱影(ying)響區窄(zhai)，一般只有1.2mm寬，晶粒長大區不超過0.8mm，所(suo)以(yi)焊(han)接(jie)變(bian)形量小(xiao)，焊(han)接(jie)殘余應(ying)(ying)力也小(xiao)。由(you)(you)于焊(han)接(jie)應(ying)(ying)力應(ying)(ying)變(bian)本(ben)身也是一種可積累(lei)的蠕變(bian)損傷，所(suo)以(yi)形成了焊(han)接(jie)應(ying)(ying)變(bian)和殘余應(ying)(ying)力小(xiao)的焊(han)接(jie)接(jie)頭，提(ti)高了抗蠕變(bian)的能(neng)力，同(tong)時(shi)對(dui)防止應(ying)(ying)力腐(fu)蝕裂紋也是有利(li)的；
③. 母(mu)材(cai)熔入焊縫(feng)金屬的分量較少(shao)，使焊縫(feng)金屬熔合比小(xiao)，不會因為焊縫(feng)金屬成分不均勻而(er)產生局部σ相析出。
鑄造(zao)耐熱不(bu)銹鋼爐管，目(mu)前仍常用鎢(wu)極氬弧焊進(jin)行施(shi)焊。
2. 坡口的選擇(ze)和準備(bei)
由于焊(han)(han)接材(cai)料的化學(xue)成分優于爐管(guan)(guan)本體，希望爐管(guan)(guan)材(cai)料在焊(han)(han)縫金屬(shu)所占分量(liang)越少(shao)越好。這(zhe)樣能(neng)提高焊(han)(han)縫金屬(shu)抗裂(lie)性(xing)，還(huan)可以使焊(han)(han)縫金屬(shu)局(ju)部σ相析出量(liang)減(jian)少(shao)，并能(neng)提高高溫蠕裂(lie)強(qiang)度(du)，延(yan)長爐管(guan)(guan)的服役(yi)壽命。爐管(guan)(guan)對接焊(han)(han)時常用的坡(po)口形(xing)式(shi)如圖4-27所示。圖4-27a所示為(wei)低熱輸入窄間隙焊(han)(han)的坡(po)口形(xing)式(shi)，圖4-27b為(wei)鎢極氬弧(hu)焊(han)(han)的坡(po)口形(xing)式(shi)。
無(wu)論選用(yong)何(he)(he)種(zhong)焊(han)接方法，采用(yong)哪種(zhong)坡口(kou)形式，底(di)層均為氬弧焊(han)不加填充焊(han)絲的封底(di)焊(han)。坡口(kou)金屬必(bi)須徹底(di)打(da)磨干凈，不留任何(he)(he)鑄造缺陷、冶金缺陷或外來(lai)污物。
3. 焊接工(gong)藝
a. 施焊以前，爐管的待焊處和焊絲要認真清理，去(qu)除油污，保(bao)持干凈。
b. 避免強力組對(dui)裝配(pei)，減少焊(han)接裝配(pei)應力。
c. 爐(lu)管(guan)定位(wei)焊(han)后，管(guan)內要充(chong)氬(ya)氣進行內保護(hu)，防(fang)止焊(han)縫背面氧化。
d. 采用(yong)鎢極氬(ya)弧焊(han)時，要(yao)選擇(ze)合理的焊(han)接次序(xu)來降低(di)焊(han)接應力，多層(ceng)焊(han)時，要(yao)等第一層(ceng)焊(han)縫冷卻后，再焊(han)下一層(ceng)焊(han)縫，避免焊(han)縫過熱，防止晶粒粗大。
e. 多層焊時，各層的(de)焊接(jie)收弧(hu)處要相互錯(cuo)開，避免弧(hu)坑中缺陷(xian)重疊而(er)降低焊接(jie)接(jie)頭的(de)力學性能。
f. 焊接(jie)結束或中斷時，要采取電流(liu)衰減收(shou)弧(hu)法，同時要填(tian)滿弧(hu)坑，防止弧(hu)坑裂紋(wen)的形成(cheng)。
