不銹鋼與P91鋼焊接適用技術---[求助]

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stickzhang

電梯直達

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發表于 2007-1-19 21:14:17 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

我公司是電力管道加工企業，在我廠現在遇到一個難題，在焊接P91鋼與不銹鋼1Gr18Ni9Ti角焊縫焊接過程中,焊接形式見附件，在焊接時候原來采用A302焊條，焊前預熱90℃，在焊接完后電廠運行一段時間以后發現在熔合線附近有貫穿性裂紋，后來改進工藝后，采用鎳基焊條施焊過渡層，預熱溫度150-170℃，然后采用A307焊條施焊，焊后層間和表面做PT檢驗，發現均有碎裂紋，請問各位高手前輩這是什么原因？有沒有合適的施焊工藝？

附：P91鋼的化學成分（%）fficeffice" />

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黃河湃

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發表于 2007-1-24 23:20:39 | 只看該作者

Re: 不銹鋼與P91鋼焊接適用技術---[求助]

樓主好！轉載一篇專業文章，可能對你有所啟發：焊接裂紋產生原因　　形成焊接裂紋的原因是多方面的，但可以歸納為力學因素和冶金因素兩方面。 3.1 力學因素　　導致裂紋產生的力學因素主要為拘束應力。壓力鋼管焊接時采用多層多道焊，焊接第一層焊縫時，由于焊縫截面遠小于構件的截面，因此拘束應力和拘束變形將集中在截面比母材　　小很多并且變形相對容易的焊接區內，造成第一道焊縫的焊接區是最容易出現裂紋的區域。拘束度越大，焊接區域承受的拘束應力和應變越大，造成焊接裂紋的危險性也越大。焊縫在壓縫完成后，特別工地環縫不可避免地會產生拘束度偏大，從而致使點焊區域承受的拘束應力和應變偏大。焊接時，由于焊接區域的溫度升高，點焊區域拘束應力得以釋放，易造成裂紋的產生。有時鋼管丁字接頭部位容易產生裂紋就是因應力過分集中造成。 3.2 冶金因素 3.2.1 冶煉雜質對高溫脆性區的影響　　鋼中的雜質元素如C、S、P、B會明顯地擴大高溫脆性區的溫度范圍。60kgf/mm2鋼種是一種含C、S、P量很低的Cr-Mo-V系合金鋼。Mn含量較高，約為1.20％～1.60％，可以減小高溫脆性區，因而60kgf/mm2鋼是一種可以減小高溫脆性區的鋼種。 3.2.2 鋼的淬硬致脆傾向　　60kgf/mm2鋼種碳當量Ceq=0.35％，裂紋敏感系數Pcm=0.185％，鋼的淬硬致脆傾向不明顯，是一種焊接性及抗裂性良好的鋼種。 3.2.3 鋼中氫的致脆　　氫是焊接冶金過程殘留在鋼中的氣體雜質。由于鋼中殘留的氫使鋼的塑性惡化而形成氫脆。 3.2.4 焊接粗晶區晶界的弱化　　由于合金結晶過程的選擇作用和相臨晶粒間的相位不同，使得晶界總是含有比晶粒內部多得多的雜質和缺陷：而且由于晶界很薄，因而晶界的變形能力總是遠低于晶粒本身的變形能力。在正常受力下，晶粒本身承擔廠主要的塑性變形，保證了合金的塑性和強度。但NK HITEN610U2鋼種因含有Cr、Mo、V等成分，Cr、Mo、V元素屬于強碳化物及強氮化物形成元素，它們將會使晶界弱化或相對弱化。經計算，經驗公式Psr=Cr+Cu+2Mo+5Ti+7Nb+10V-2，Psr<0，因而該材料不易發生晶界斷裂。 4 焊接裂紋的防止措施　　根據形成裂紋的因素，為了防止裂紋的產生，需從結構設計、材料選擇以及施工工藝三方面進行控制。 4.1 結構設計　　因壓力鋼管的設計是比較成熟的設計模式，它的設計有國家規范為依據，焊縫的布置是合理的。 4.2 材料選擇 4.2.1鋼管母材的選擇　　鋼管母材選用日本生產的610U2及610F調質高強鋼板，這是一種含C、S量很低的Cr Mo V系合金鋼，有著優良的綜合力學性能，抗拉強度≥610MPa，低溫韌性vE 40≥330J(2mmv形缺口沖擊試驗)，脆性斷面轉變溫度vTs=-36℃。而碳當量Ceq=0.35％，裂紋敏感性指數Pcm=0.185％，當焊接熱輸入量為17kJ/cm時，熱影響區的最高硬度HVmax≤300，這是一種具有很好的焊接性和抗裂性的鋼種。該鋼的化學成分見表1，力學性能見表2。表1 610U2及610F鋼化學成分(％) 4.2.2 焊材的選擇　　因工期較緊，在施工初期進行工藝評定選擇焊材時，僅進行了手工電弧焊的焊接工藝評定。評定合格后，選定了兩種高強鋼焊條：宜昌猴王焊條廠生產的MK．J607RH焊條及四川自貢大西洋焊條廠生產的CHE62CHJt焊條。這兩種焊條熔敷金屬化學成分及力學性能如表3、表4。表3 焊條熔敷金屬化學成分(％) 表4　焊條熔敷金屬力學性能這兩種焊條均為超低氫性焊條，擴散氫含量很低，MK．J607RH焊條擴散氫含量Hmax=1.28ml／100g，CHE62CFLH焊條擴散氫含量Hmax=2.29ml／100g，遠低于國標規定的4ml／100g的標準。由這兩種焊條進行的高強鋼的焊接工藝經評定是合格的。焊縫的化學成分基本與母材相一致，焊縫的機械性能不低于母材，熱影響區的維氏硬度不大于300，證明此焊材與母材是相匹配的。 4.3 施工工藝　　要防止焊接裂紋的產生，必須嚴格施工工藝，加強鋼管制安過程的控制，使鋼管從制作開始到安裝驗收完成都處于受控狀態。 4.3.1 加強鋼管制安過程控制　　(1)嚴格按引水壓力鋼管制作規范制作管節，必須保證出廠管節的管口平面度及橢圓度符合規范要求，防止偏心管節的出廠。偏心管節的檢查通過測量管節四軸線弦長差可得。　　(2)工地環縫壓縫時，保持環縫組對間隙基本一致，避免局部區域壓縫內應力偏大。　　(3)控制環縫焊接順序。環縫焊接時，必須采用8名或10名焊工對稱分段退步焊，要求對稱部位的焊工焊接參數基本一致。 4.3.2 加強鋼管焊接過程控制　　(1)嚴格高強鋼焊條烘烤及領用制度，嚴格清除環縫坡口及兩側30mm范圍內鐵銹、油污等雜質。　　(2)因工地濕度大、溫度高，當焊接環境水蒸氣分壓高于25mmHg柱時，應選擇高于規定預熱溫度20℃～30℃進行預熱。　　(3)高強鋼的焊接，不論是δ=34mm，還是δ=60mm，盡量保證焊前預熱50℃，必須保證層溫不低于預熱溫度，且不超過230℃。尤其對于δ=60mm高強鋼焊縫，必須保證預熱溫度為50℃～100℃。　　(4)δ=34mm、60mm強鋼焊縫焊后必須進行焊后消氫處理，加熱溫度150℃～200℃，保溫1h。其中δ=60mm高強鋼焊縫必須進行消應處理，使消應后的焊縫內應力小于鋼材屈服強度的一半。　　以上幾方面均能降低接頭冷卻速度防止其產生淬硬組織，從而避免產生延遲裂紋，保證焊縫內部質量。 5 結論　　通過介紹焊接裂紋分類及分析焊接裂紋產生機理，根據三峽工程的實際情況，得出以下結論：要保證焊縫質量，避免高強鋼焊縫產生焊接裂紋，必須嚴格施工工藝，加強鋼管制安過程的控制，使鋼管從制作開始到安裝驗收完全處于質量受控狀態。