國產乙烯裂解爐的輻射段和對流段以及段內各部位的溫度不同，選有用了不同鋼材的爐管。溫度200～400℃的區域選用20鋼管或低合金鉻鉬鋼（如15CrMo、12Cr1MoV），爐溫600～700℃區域選用中合金耐(nai)熱鋼1Cr5Mo的管材，溫度950～1050℃的輻射段，選用奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼4Cr25Ni20離心鑄造管，與其連接的法蘭材料是奧氏體不銹鋼06Cr18Ni11Ti鍛件。這樣，在同一管路中出現了奧氏體不銹鋼管與1Cr5Mo鋼焊接鋼焊接，同時也出現了不同牌號奧氏體不銹鋼的焊接。
一、焊接性分(fen)析
由于4Cr25Ni20不銹(xiu)鋼管為奧氏體基體加上(shang)共晶碳化物組織，與上(shang)述兩種鋼材(cai)焊接(jie)時，在(zai)焊接(jie)過(guo)程(cheng)中易發(fa)生熱裂紋、冷裂紋和(he)σ相析(xi)出(chu)。
二、焊接工(gong)藝
1. 焊接材料的(de)選擇(ze)
為了(le)消除焊(han)接熱(re)裂(lie)紋，防(fang)止σ相脆(cui)化和(he)冷(leng)裂(lie)紋傾向，要(yao)提高焊(han)接材(cai)料(liao)中碳和(he)氮(dan)的(de)含(han)量，又要(yao)控制其鉬、鈮的(de)含(han)量。在A407焊(han)條(tiao)(tiao)（E310型(xing)）的(de)基礎上，研制出一種(zhong)專用焊(han)條(tiao)(tiao)。其熔(rong)敷金屬(shu)化學成分的(de)質(zhi)量分數（％）為：C＝0.35～0.40,Si<1.0, Mn <1.5, S. P<0.035, Cr=23 ~27, Ni=18~20,Mo≤0.15,N=0.04～0.14。經多次試驗(yan)和(he)生產實踐證(zheng)明，用該焊(han)條(tiao)(tiao)焊(han)接4Cr25Ni20爐管(guan)與(yu)06Cr18Ni11Ti鍛件法(fa)蘭，既能抗熱(re)裂(lie)紋又能減少σ相析(xi)出，取(qu)得了(le)良好的(de)焊(han)接性。4Cr25Ni20不銹鋼(gang)爐管(guan)與(yu)1Cr5Mo鋼(gang)管(guan)焊(han)接，選(xuan)用A302焊(han)條(tiao)(tiao)（E309型(xing)）即可。
2. 焊(han)接坡口的選擇
選用合理的(de)焊(han)(han)接坡(po)(po)口尺(chi)寸和(he)形(xing)(xing)狀來保證(zheng)管(guan)道根(gen)(gen)部的(de)焊(han)(han)透性(xing)能(neng)(neng)，可(ke)采用V形(xing)(xing)或U形(xing)(xing)坡(po)(po)口。可(ke)以用焊(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)進行(xing)打底(di)焊(han)(han)，實現單面焊(han)(han)雙面成形(xing)(xing)，但操作技能(neng)(neng)要求(qiu)(qiu)高；選用鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)的(de)方(fang)法(fa)，不加(jia)填(tian)充金屬，將鈍邊(bian)熔(rong)透也(ye)能(neng)(neng)保證(zheng)焊(han)(han)根(gen)(gen)焊(han)(han)透，但對鈍邊(bian)要求(qiu)(qiu)嚴格，要鈍邊(bian)尺(chi)寸控制在1.0～1.5mm，鈍邊(bian)過(guo)(guo)大或過(guo)(guo)小均會引起未焊(han)(han)透或焊(han)(han)穿(chuan)。管(guan)子與管(guan)子裝配時，希望間隙越小越好。同時對坡(po)(po)口的(de)加(jia)工精度(du)也(ye)有相應的(de)要求(qiu)(qiu)，機械(xie)加(jia)工后的(de)坡(po)(po)口要用砂輪磨去尖角和(he)毛刺。在檢查(cha)待焊(han)(han)處確認無(wu)表面缺陷(xian)時，才允許施焊(han)(han)。
3. 預熱(re)和層間(jian)溫度的控制
在(zai)4Cr25Ni20不銹鋼(gang)(gang)管(guan)與(yu)其他(ta)黑色金屬焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi)，若(ruo)不進(jin)行焊(han)(han)(han)前預(yu)(yu)(yu)(yu)熱(re)，在(zai)定位(wei)焊(han)(han)(han)和正式(shi)焊(han)(han)(han)的根部封底焊(han)(han)(han)縫會產生(sheng)裂紋，所以(yi)必須預(yu)(yu)(yu)(yu)熱(re)。4Cr25Ni20不銹鋼(gang)(gang)管(guan)與(yu)06Cr18Ni11Ti鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi)，預(yu)(yu)(yu)(yu)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)控(kong)制(zhi)在(zai)100℃，層間溫(wen)(wen)度(du)在(zai)150℃以(yi)下(xia)；但4Cr25Ni20不銹鋼(gang)(gang)管(guan)與(yu)1Cr5Mo鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi)，情況則不相(xiang)同，預(yu)(yu)(yu)(yu)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)要提(ti)高到(dao)360～400℃，層間溫(wen)(wen)度(du)控(kong)制(zhi)在(zai)300℃左(zuo)右。雖說(shuo)預(yu)(yu)(yu)(yu)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)的提(ti)高，會引起4Cr25Ni20鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)縫一側晶內碳化物粗化，但它(ta)能避免由于預(yu)(yu)(yu)(yu)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)太低，而使1Cr5Mo鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)縫一側形成(cheng)馬氏體組(zu)織而造成(cheng)脆(cui)斷的事(shi)故(gu)。
4. 定(ding)位焊
定位(wei)(wei)焊(han)最容(rong)易(yi)產生(sheng)的(de)缺陷是收弧時的(de)縮孔(kong)，而縮孔(kong)往往又(you)會帶來弧坑裂紋。為了(le)防(fang)止(zhi)縮孔(kong)的(de)產生(sheng)，焊(han)接電流不(bu)宜過大，電弧不(bu)能突然(ran)熄(xi)弧，要在(zai)收弧處反(fan)復(fu)焊(han)3～4點，以保證填滿弧坑。定位(wei)(wei)焊(han)焊(han)縫長度不(bu)宜太短，控制在(zai)10mm左(zuo)右。沿管道定位(wei)(wei)3～4處，要保證定位(wei)(wei)焊(han)縫焊(han)透，背面呈圓滑(hua)過渡(du)，經滲透著色檢測(ce)，確認無缺陷時，方能進行(xing)根部(bu)打底焊(han)。
5. 打底焊
通常(chang)選用鎢極氬弧焊(han)的方法且(qie)在管內(nei)充氬氣進(jin)行施焊(han)。這樣(yang)除(chu)(chu)了可(ke)避(bi)免(mian)產(chan)(chan)生(sheng)裂(lie)紋(wen)外(wai)，還能保證背面(mian)焊(han)縫(feng)成形(xing)良好(hao)。在封底(di)焊(han)時，如果不加填充焊(han)絲(si)，收弧處有可(ke)能產(chan)(chan)生(sheng)裂(lie)紋(wen)，要(yao)(yao)采取下列措施來消除(chu)(chu)：在收弧時適當填加一些(xie)焊(han)絲(si)（H12Cr24Ni13焊(han)絲(si)）填滿弧坑；或者(zhe)不加焊(han)絲(si)將收弧移到引出(chu)板上也可(ke)。打底(di)焊(han)焊(han)完后，要(yao)(yao)進(jin)行滲透著色(se)檢測，一旦發現裂(lie)紋(wen)，必須徹(che)底(di)清除(chu)(chu)干凈，直至確(que)認(ren)無裂(lie)紋(wen)為(wei)止。為(wei)了保證背面(mian)焊(han)縫(feng)成形(xing)均勻(yun)，組裝(zhuang)時要(yao)(yao)嚴格(ge)控(kong)制(zhi)裝(zhuang)配間(jian)隙，內(nei)徑錯位量也要(yao)(yao)控(kong)制(zhi)小于0.5mm為(wei)佳(jia)。
6. 其(qi)他層次焊(han)道的焊(han)接
其他層次(ci)焊(han)(han)道(dao)的焊(han)(han)縫(feng)，大(da)多采用(yong)焊(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)的方法進行施焊(han)(han)，4Cr25Ni20鋼(gang)管(guan)與(yu)06Cr18Ni11Ti鋼(gang)鍛件在(zai)焊(han)(han)第(di)二層時，選(xuan)用(yong)A302（E309型）牌號焊(han)(han)條(tiao)，蓋面焊(han)(han)縫(feng)選(xuan)用(yong)上面介紹的專用(yong)焊(han)(han)條(tiao)施焊(han)(han)；4Cr25Ni20 不銹鋼(gang)管(guan)與(yu)1Cr5Mo鋼(gang)管(guan)焊(han)(han)接時，全(quan)部(bu)選(xuan)用(yong)A302（E309型）牌號焊(han)(han)條(tiao)。
施焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)過(guo)程中，在保證(zheng)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接質(zhi)量的(de)前提下，選用小的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接電流和較(jiao)快的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接速度。焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條不(bu)允(yun)許作橫向擺動，以窄焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫為(wei)宜。焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接時不(bu)允(yun)許在坡口(kou)外(wai)引弧(hu)和收弧(hu)，否(fou)則易產(chan)生裂紋。無論定位焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)、打底焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)還(huan)是蓋面焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)后在焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫處(chu)嚴禁錘擊，不(bu)得(de)使(shi)(shi)用扁(bian)鏟修整焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫及清渣，因為(wei)4Cr25Ni20不(bu)銹鋼(gang)管對冷作硬化特(te)別敏(min)感，還(huan)會促(cu)使(shi)(shi)σ相的(de)形(xing)成。焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫處(chu)的(de)清理可使(shi)(shi)用不(bu)銹鋼(gang)鋼(gang)絲刷或不(bu)銹鋼(gang)鋼(gang)絲輪，修復缺(que)陷(xian)時應使(shi)(shi)用薄片砂(sha)輪。
7. 焊接后(hou)熱處理
焊后(hou)(hou)熱處理(li)的溫(wen)度(du)經過多次(ci)試(shi)驗和生(sheng)(sheng)產考核，最后(hou)(hou)確定(ding)的溫(wen)度(du)為(wei)(wei)1070℃，保(bao)溫(wen)2h，然后(hou)(hou)空冷。在(zai)此溫(wen)度(du)范圍內，可以使(shi)已生(sheng)(sheng)成的σ相進行固溶處理(li)，使(shi)之在(zai)焊縫金屬中消(xiao)失，這樣(yang)就(jiu)(jiu)能(neng)減少冷裂紋形(xing)成的可能(neng)性。在(zai)生(sheng)(sheng)產中，為(wei)(wei)了消(xiao)除(chu)(chu)長期加熱而生(sheng)(sheng)成的σ相，可以把爐溫(wen)升高(gao)，使(shi)σ相重新(xin)固溶到奧氏體組(zu)織中，然后(hou)(hou)冷卻，借以消(xiao)除(chu)(chu)σ相。這種定(ding)期、短時間提(ti)高(gao)工作溫(wen)度(du)的措(cuo)施，一般在(zai)每使(shi)用數(shu)百(bai)小(xiao)時后(hou)(hou)，重復一次(ci)，就(jiu)(jiu)能(neng)達到上述目的。
