浙江至(zhi)德鋼業有(you)限(xian)公司(si)為了防(fang)止和減(jian)少HK-40爐管焊(han)接接頭在焊(han)接和高溫(wen)長期(qi)服(fu)役時產生裂(lie)紋(wen)，應采取下列措施。
一、冶金措施
正確選用合(he)適(shi)的焊(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料(liao)要確保三(san)個條件：①. 焊(han)縫金屬中(zhong)雜(za)質含量少(shao)，焊(han)接(jie)(jie)(jie)過程中(zhong)不(bu)(bu)易產生(sheng)熱裂(lie)紋；②. 在(zai)σ相析(xi)出溫度區(qu)段（650～900℃）長期服役(yi)過程中(zhong)，焊(han)縫金屬局部不(bu)(bu)會析(xi)出σ相；③. 同時在(zai)高(gao)溫服役(yi)過程中(zhong)，焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的蠕(ru)變斷(duan)裂(lie)強度不(bu)(bu)低于(yu)鑄態爐管(guan)，從(cong)而避免爐管(guan)的損壞發生(sheng)在(zai)焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)上。選用這種焊(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料(liao)，能確保爐管(guan)的焊(han)接(jie)(jie)(jie)性(xing)和保持高(gao)溫長期服役(yi)過程中(zhong)的穩定性(xing)。
用于HK-40爐(lu)(lu)管(guan)焊(han)(han)(han)接的(de)(de)焊(han)(han)(han)接材料見表4-64。其中TGS-310HSA 實(shi)芯(xin)焊(han)(han)(han)絲具(ju)有(you)(you)良好的(de)(de)焊(han)(han)(han)接性，同時(shi)也基本具(ju)備了(le)HK-40爐(lu)(lu)管(guan)在高(gao)(gao)(gao)溫(wen)長期服役過(guo)程所(suo)(suo)需要的(de)(de)蠕(ru)變斷(duan)裂(lie)(lie)強(qiang)度(du)。該焊(han)(han)(han)絲中的(de)(de)鎳含量較高(gao)(gao)(gao)［w（Ni）≥24％］，所(suo)(suo)焊(han)(han)(han)成的(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)在650～900℃溫(wen)度(du)范圍內長期服役不(bu)會有(you)(you)局部σ相析出。該焊(han)(han)(han)絲所(suo)(suo)得的(de)(de)全焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)（熔(rong)敷(fu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)）在高(gao)(gao)(gao)溫(wen)試驗的(de)(de)蠕(ru)變斷(duan)裂(lie)(lie)強(qiang)度(du)與(yu)鑄態HK-40爐(lu)(lu)管(guan)的(de)(de)比較，如(ru)圖4-25所(suo)(suo)示(shi)。從圖中可以看出，當斷(duan)裂(lie)(lie)時(shi)間相同時(shi)，熔(rong)敷(fu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)蠕(ru)變斷(duan)裂(lie)(lie)強(qiang)度(du)高(gao)(gao)(gao)于爐(lu)(lu)管(guan)。用這種(zhong)焊(han)(han)(han)絲焊(han)(han)(han)成的(de)(de)焊(han)(han)(han)接接頭進行了(le)蠕(ru)變斷(duan)裂(lie)(lie)強(qiang)度(du)試驗，結果如(ru)圖4-26所(suo)(suo)示(shi)，所(suo)(suo)有(you)(you)的(de)(de)試樣均斷(duan)裂(lie)(lie)于基本金(jin)屬(shu)(shu)(shu)上。這類高(gao)(gao)(gao)合(he)金(jin)材料焊(han)(han)(han)絲的(de)(de)硫和磷含量很低(di)，對提高(gao)(gao)(gao)焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)抗裂(lie)(lie)性是(shi)有(you)(you)益的(de)(de)。
HP系(xi)列(lie)鑄造(zao)爐管焊(han)(han)(han)接時使用的(de)(de)焊(han)(han)(han)絲牌號(hao)及化(hua)(hua)學(xue)成分見表(biao)4-65。從(cong)表(biao)4-64和表(biao)4-65中可以看出，焊(han)(han)(han)絲的(de)(de)基本化(hua)(hua)學(xue)成分與被焊(han)(han)(han)爐管的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)成分基本相同。
二(er)、工藝措施
1. 焊接方法的選擇
鑄造(zao)耐(nai)熱不(bu)銹鋼爐(lu)管的(de)焊(han)(han)接可(ke)以采(cai)用(yong)鎢極氬(ya)弧焊(han)(han)或用(yong)鎢極氬(ya)弧焊(han)(han)打(da)底，焊(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)蓋(gai)面(mian)的(de)焊(han)(han)接方(fang)法；也可(ke)以采(cai)用(yong)熔(rong)化極氬(ya)弧焊(han)(han)的(de)焊(han)(han)接方(fang)法。在熔(rong)化極氬(ya)弧焊(han)(han)中，有(you)一(yi)種低(di)輸入窄間隙(xi)焊(han)(han)接方(fang)法，在爐(lu)管焊(han)(han)接中已得到推廣(guang)使用(yong)。
低熱輸入窄(zhai)間(jian)隙焊(han)(han)，是(shi)采(cai)(cai)用(yong)細直徑焊(han)(han)絲(si)（0.9～1.2mm），小的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)參(can)數和快的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)速度(du)(du)進行施焊(han)(han)；在厚(hou)板(ban)或(huo)(huo)厚(hou)壁爐管進行對接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)時，焊(han)(han)前(qian)在待焊(han)(han)處不開(kai)坡(po)口或(huo)(huo)開(kai)小角度(du)(du)坡(po)口，并留(liu)有窄(zhai)而深的(de)間(jian)隙，采(cai)(cai)用(yong)氣體保護焊(han)(han)多(duo)層焊(han)(han)完成整條焊(han)(han)縫。由于焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)坡(po)口狹窄(zhai)，可以減(jian)少焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)材(cai)料的(de)消耗和節省能(neng)源，在保證優質焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)前(qian)提下(xia)，可降低焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)成本，是(shi)一(yi)種高效率的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)方法。這種焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)方法還有以下(xia)優點：
①. 低熱(re)(re)輸人窄間隙采用(yong)多道焊完(wan)成，每道焊縫的熱(re)(re)輸入很小，所(suo)以(yi)焊縫金屬的晶粒(li)細小，焊接接頭韌(ren)性好，還不易產(chan)生裂紋；
②. 由于熱(re)輸(shu)入小(xiao)(xiao)，因而熱(re)影響區窄(zhai)，一般只有1.2mm寬，晶粒(li)長大區不超過0.8mm，所(suo)以焊接變(bian)形量小(xiao)(xiao)，焊接殘余(yu)應(ying)力(li)(li)也(ye)小(xiao)(xiao)。由于焊接應(ying)力(li)(li)應(ying)變(bian)本身也(ye)是一種可積累的蠕變(bian)損傷，所(suo)以形成了(le)焊接應(ying)變(bian)和殘余(yu)應(ying)力(li)(li)小(xiao)(xiao)的焊接接頭，提高了(le)抗(kang)蠕變(bian)的能(neng)力(li)(li)，同時對防止應(ying)力(li)(li)腐蝕裂(lie)紋(wen)也(ye)是有利的；
③. 母材熔入焊(han)縫金屬(shu)的分(fen)(fen)量較少，使焊(han)縫金屬(shu)熔合比(bi)小，不(bu)會因為焊(han)縫金屬(shu)成分(fen)(fen)不(bu)均(jun)勻而產生局部σ相析出(chu)。
鑄造耐熱不(bu)銹鋼爐管(guan)，目前仍常(chang)用鎢極氬(ya)弧焊進行施焊。
2. 坡口的選擇和(he)準備
由于焊(han)接材(cai)料(liao)的(de)化(hua)學成分優(you)于爐(lu)(lu)管(guan)本體，希望爐(lu)(lu)管(guan)材(cai)料(liao)在焊(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)所(suo)占分量越(yue)少(shao)越(yue)好(hao)。這樣能提高(gao)焊(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)抗裂性，還可以使(shi)焊(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)局部σ相析出(chu)量減少(shao)，并(bing)能提高(gao)高(gao)溫(wen)蠕(ru)裂強度，延長爐(lu)(lu)管(guan)的(de)服(fu)役壽命。爐(lu)(lu)管(guan)對接焊(han)時常用的(de)坡口形(xing)式(shi)如圖(tu)(tu)4-27所(suo)示。圖(tu)(tu)4-27a所(suo)示為(wei)低熱輸入窄(zhai)間隙焊(han)的(de)坡口形(xing)式(shi)，圖(tu)(tu)4-27b為(wei)鎢極氬弧焊(han)的(de)坡口形(xing)式(shi)。
無論選(xuan)用(yong)(yong)何種焊接方法，采用(yong)(yong)哪種坡口(kou)形式(shi)，底(di)(di)層均為(wei)氬(ya)弧焊不加填充焊絲的封底(di)(di)焊。坡口(kou)金屬(shu)必須徹底(di)(di)打磨干凈，不留任何鑄造缺陷、冶金缺陷或外來(lai)污物(wu)。
3. 焊接(jie)工藝
a. 施焊以前，爐管的待(dai)焊處和焊絲要認真清理，去除油(you)污，保持干(gan)凈。
b. 避(bi)免強(qiang)力組對裝配(pei)，減少焊接(jie)裝配(pei)應力。
c. 爐(lu)管定位焊后，管內要(yao)充氬氣(qi)進行(xing)內保護，防止焊縫背面氧(yang)化(hua)。
d. 采用鎢(wu)極氬弧焊時，要(yao)(yao)選(xuan)擇合理(li)的(de)焊接(jie)次序來(lai)降低焊接(jie)應力，多層(ceng)焊時，要(yao)(yao)等第一層(ceng)焊縫(feng)(feng)冷(leng)卻后，再(zai)焊下一層(ceng)焊縫(feng)(feng)，避(bi)免焊縫(feng)(feng)過熱(re)，防止(zhi)晶粒粗大。
e. 多層(ceng)焊時，各層(ceng)的焊接(jie)收弧(hu)處要相互(hu)錯開，避免弧(hu)坑中缺陷(xian)重疊(die)而降低(di)焊接(jie)接(jie)頭的力學性能(neng)。
f. 焊接結束或中斷時，要(yao)(yao)采取電流(liu)衰(shuai)減收(shou)弧(hu)法，同時要(yao)(yao)填滿弧(hu)坑，防(fang)止弧(hu)坑裂(lie)紋的形成。
