浙(zhe)江(jiang)至德鋼業有限公司為了防止和減少(shao)HK-40爐管(guan)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)在焊(han)接(jie)和高溫長期服(fu)役時產生(sheng)裂紋，應采(cai)取下列(lie)措施(shi)。
一、冶金措施(shi)
正(zheng)確(que)選用(yong)合適的(de)焊接(jie)(jie)(jie)材(cai)料要確(que)保(bao)三個條件：①. 焊縫(feng)金(jin)屬中(zhong)雜質含量少，焊接(jie)(jie)(jie)過程中(zhong)不(bu)易產生熱(re)裂(lie)紋；②. 在(zai)σ相析出溫度(du)區段（650～900℃）長期(qi)服(fu)役(yi)過程中(zhong)，焊縫(feng)金(jin)屬局部不(bu)會析出σ相；③. 同時(shi)在(zai)高(gao)溫服(fu)役(yi)過程中(zhong)，焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)蠕(ru)變(bian)斷裂(lie)強(qiang)度(du)不(bu)低于鑄態爐管，從而(er)避免爐管的(de)損壞發生在(zai)焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)上。選用(yong)這種焊接(jie)(jie)(jie)材(cai)料，能確(que)保(bao)爐管的(de)焊接(jie)(jie)(jie)性和保(bao)持(chi)高(gao)溫長期(qi)服(fu)役(yi)過程中(zhong)的(de)穩定性。
用(yong)于(yu)HK-40爐(lu)管(guan)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)見(jian)表4-64。其中(zhong)TGS-310HSA 實(shi)芯焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)具有(you)(you)良好的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)性，同時(shi)也(ye)基本具備了(le)HK-40爐(lu)管(guan)在高(gao)(gao)溫長(chang)期服役(yi)過程所需要的(de)(de)蠕(ru)變斷裂(lie)強度。該(gai)焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)中(zhong)的(de)(de)鎳含量(liang)(liang)較高(gao)(gao)［w（Ni）≥24％］，所焊(han)(han)(han)(han)成的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)在650～900℃溫度范圍內(nei)長(chang)期服役(yi)不會有(you)(you)局部σ相析出(chu)。該(gai)焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)所得的(de)(de)全焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)（熔敷金(jin)屬(shu)）在高(gao)(gao)溫試(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)蠕(ru)變斷裂(lie)強度與鑄態HK-40爐(lu)管(guan)的(de)(de)比(bi)較，如圖4-25所示。從(cong)圖中(zhong)可以看(kan)出(chu)，當斷裂(lie)時(shi)間相同時(shi)，熔敷金(jin)屬(shu)的(de)(de)蠕(ru)變斷裂(lie)強度高(gao)(gao)于(yu)爐(lu)管(guan)。用(yong)這(zhe)種焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)焊(han)(han)(han)(han)成的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)進行了(le)蠕(ru)變斷裂(lie)強度試(shi)(shi)驗(yan)，結果如圖4-26所示，所有(you)(you)的(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)均斷裂(lie)于(yu)基本金(jin)屬(shu)上。這(zhe)類高(gao)(gao)合金(jin)材(cai)料(liao)焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)的(de)(de)硫和磷(lin)含量(liang)(liang)很(hen)低，對(dui)提高(gao)(gao)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)抗裂(lie)性是有(you)(you)益的(de)(de)。
HP系列鑄造爐(lu)管焊接(jie)時使用的焊絲(si)牌號(hao)及化學成分(fen)見(jian)表(biao)4-65。從表(biao)4-64和(he)表(biao)4-65中可以看出，焊絲(si)的基本化學成分(fen)與被(bei)焊爐(lu)管的化學成分(fen)基本相同(tong)。
二、工藝措施
1. 焊(han)接方法(fa)的選(xuan)擇
鑄造耐熱不銹鋼爐(lu)管的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)可以采用鎢極(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)或用鎢極(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)打底，焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)蓋面的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方(fang)法(fa)(fa)；也可以采用熔(rong)(rong)化(hua)極(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方(fang)法(fa)(fa)。在熔(rong)(rong)化(hua)極(ji)氬弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)中，有(you)一種低輸(shu)入窄間隙(xi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方(fang)法(fa)(fa)，在爐(lu)管焊(han)(han)(han)(han)接(jie)中已得到推廣使用。
低(di)熱輸入窄(zhai)間隙(xi)焊(han)(han)(han)(han)，是采用細直(zhi)徑(jing)焊(han)(han)(han)(han)絲（0.9～1.2mm），小(xiao)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)參數和(he)快(kuai)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)速度(du)進行施焊(han)(han)(han)(han)；在厚板或厚壁爐管進行對接(jie)(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)(han)(han)時，焊(han)(han)(han)(han)前(qian)在待(dai)焊(han)(han)(han)(han)處不開坡(po)口或開小(xiao)角度(du)坡(po)口，并留有窄(zhai)而深的(de)間隙(xi)，采用氣體保(bao)護焊(han)(han)(han)(han)多(duo)層焊(han)(han)(han)(han)完(wan)成整條焊(han)(han)(han)(han)縫。由于(yu)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)坡(po)口狹(xia)窄(zhai)，可(ke)以減少焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材料(liao)的(de)消耗和(he)節省(sheng)能源，在保(bao)證優質(zhi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)前(qian)提下，可(ke)降低(di)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)成本，是一種高效(xiao)率(lv)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)方法。這種焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)方法還有以下優點：
①. 低熱(re)輸人窄間隙采(cai)用多道焊(han)(han)完成，每道焊(han)(han)縫的熱(re)輸入(ru)很小，所以焊(han)(han)縫金屬的晶粒細小，焊(han)(han)接接頭(tou)韌性好，還不(bu)易(yi)產(chan)生裂紋(wen)；
②. 由(you)于熱輸入小(xiao)，因而熱影(ying)響區窄，一般(ban)只有1.2mm寬，晶粒長大區不超過0.8mm，所以焊(han)接(jie)(jie)變形量小(xiao)，焊(han)接(jie)(jie)殘(can)余應(ying)力(li)(li)也小(xiao)。由(you)于焊(han)接(jie)(jie)應(ying)力(li)(li)應(ying)變本身也是一種可積累(lei)的(de)蠕變損(sun)傷，所以形成了(le)焊(han)接(jie)(jie)應(ying)變和(he)殘(can)余應(ying)力(li)(li)小(xiao)的(de)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭，提高(gao)了(le)抗蠕變的(de)能力(li)(li)，同時對防止應(ying)力(li)(li)腐蝕裂紋也是有利(li)的(de)；
③. 母(mu)材(cai)熔入焊縫(feng)金屬的(de)分量較(jiao)少，使焊縫(feng)金屬熔合比小，不(bu)會(hui)因為焊縫(feng)金屬成(cheng)分不(bu)均勻而(er)產生(sheng)局部σ相析出。
鑄造耐熱不銹鋼爐管，目(mu)前仍常用(yong)鎢(wu)極氬(ya)弧焊進行施焊。
2. 坡(po)口的選擇(ze)和(he)準備(bei)
由于焊(han)(han)接(jie)材料(liao)(liao)的(de)化學成分優于爐(lu)管本體(ti)，希(xi)望爐(lu)管材料(liao)(liao)在焊(han)(han)縫金屬(shu)所(suo)占分量越少(shao)(shao)越好。這樣(yang)能提(ti)(ti)高焊(han)(han)縫金屬(shu)抗裂(lie)性，還可(ke)以使焊(han)(han)縫金屬(shu)局部(bu)σ相析出量減少(shao)(shao)，并能提(ti)(ti)高高溫蠕裂(lie)強度，延長爐(lu)管的(de)服役壽命。爐(lu)管對接(jie)焊(han)(han)時常用的(de)坡口(kou)形(xing)式(shi)如圖4-27所(suo)示。圖4-27a所(suo)示為低熱輸入窄間隙焊(han)(han)的(de)坡口(kou)形(xing)式(shi)，圖4-27b為鎢極氬弧焊(han)(han)的(de)坡口(kou)形(xing)式(shi)。
無論選用何種焊(han)(han)接(jie)方法(fa)，采(cai)用哪種坡口形式，底層均為氬(ya)弧焊(han)(han)不加填(tian)充焊(han)(han)絲(si)的封底焊(han)(han)。坡口金(jin)屬必(bi)須(xu)徹底打磨干(gan)凈，不留任(ren)何鑄造缺陷(xian)、冶金(jin)缺陷(xian)或(huo)外來污(wu)物。
3. 焊接(jie)工藝
a. 施焊以前(qian)，爐(lu)管的待焊處和(he)焊絲要認(ren)真清理，去(qu)除油污，保(bao)持干凈(jing)。
b. 避免(mian)強力組對(dui)裝(zhuang)(zhuang)配(pei)，減少焊接裝(zhuang)(zhuang)配(pei)應力。
c. 爐管(guan)定位焊后，管(guan)內要充氬氣進(jin)行內保護，防止焊縫(feng)背面氧化。
d. 采用鎢極氬弧焊(han)時(shi)，要選擇合理的焊(han)接(jie)次(ci)序(xu)來降低焊(han)接(jie)應力，多(duo)層焊(han)時(shi)，要等第一(yi)(yi)層焊(han)縫冷卻(que)后，再(zai)焊(han)下一(yi)(yi)層焊(han)縫，避免焊(han)縫過(guo)熱，防(fang)止晶(jing)粒粗大。
e. 多層焊時(shi)，各層的(de)焊接收(shou)弧處要相(xiang)互錯開(kai)，避(bi)免弧坑中(zhong)缺陷重(zhong)疊而降低焊接接頭(tou)的(de)力學性能。
f. 焊接結束或(huo)中斷時(shi)，要采(cai)取電流衰(shuai)減收弧(hu)法，同時(shi)要填滿弧(hu)坑，防止弧(hu)坑裂紋的形成(cheng)。
