[发明专利]16MnDR低温压力容器罐体封头拼接焊缝焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力容器罐体封头拼接焊缝焊接方法。

背景技术

由于16MnDR低温压力容器封头拼接焊接，焊后需要经过900～930℃正火处理后，再经600～640℃消除焊接应力处理，经试验证明封头拼接处的焊缝抗拉强度和低温冲击韧性降低。为满足16MnDR低温压力容器罐体的使用性能，以往焊接工艺选用常规埋弧焊焊丝和焊剂，并先采用埋弧自动焊工艺方法进行焊接，经正火处理后，再将原焊缝刨掉，然后采用焊条电弧焊再重新焊接一遍此焊缝，要经两次焊接成型，一次刨掉原焊缝方法，这样不仅给制造厂造成一定经济损失，同时还增加了工人的劳动强度，增加制造周期，提高了产品生产成本。此外，还存在正火状态下罐体封头拼接处的抗拉强度和冲击韧性指标下降，难以满足使用要求的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种16MnDR低温压力容器罐体封头拼接焊缝焊接方法，它可解决已往焊接工艺存在制造周期长、增加产品制造成本、工人的劳动强度大、给制造厂造成一定经济损失以及在正火状态下罐体封头拼接处的抗拉强度和冲击韧性指标下降，难以满足使用要求的问题。

本发明的方法由以下步骤完成：一、开Y型坡口：将两块16MnDR封头拼接板一字排开设置，在两块16MnDR封头拼接板的拼接端面上开Y型坡口；二、对Y型坡口的一面焊接：采用埋弧自动焊对两块16MnDR封头拼接板的Y型坡口的一面进行焊接，焊丝牌号为H09MnDR，焊丝直径为Φ4mm；焊剂牌号为SJ305，烘干温度为340～360℃，烘干时间为1～2h；焊接电流为650～710A，电弧电压为34～36V，焊接速度为48～50cm/min；三、气刨清根：用碳弧气刨机对焊缝的背面进行气刨清根；四、焊接背面焊缝：采用埋弧自动焊对两块16MnDR封头拼接板的背面焊缝焊接，焊丝牌号为H09MnDR，焊丝直径为Φ4mm；焊剂牌号为SJ305，烘干温度为340～360℃，烘干时间为1～2h；焊接电流为650～710A，电弧电压为34～36V，焊接速度为48～50cm/min；五、正火处理：将焊接在一起的两块16MnDR封头拼接板进行正火热压成型处理，入炉温度为200～400℃，升炉速度为52～150℃/min，保温温度为900～930℃，保温时间为10～75min，出炉空冷；六、退火处理：将焊接在一起的两块16MnDR封头拼接板再进行退火处理，入炉温度为20～390℃，升炉速度为1.0～5.2℃/min，保温温度为600～640℃，保温时间为40～50min，降温速度为1.0～6.7℃/min，随炉冷却400℃以下出炉空冷。

本发明具有以下有益效果：一、对焊后热处理的16MnDR试板按照JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》进行拉伸试验，试验方法执行GB/T228《金属拉伸试验方法》，16MnDR试样的宽度为24.8～25.1mm、厚度为16.4mm、横截面积为404～407mm²，拉伸试验结果是：抗拉强度为510～515Mpa(合格指标：每个试样的抗拉强度部标准规定的下限值为490Mpa)，断裂载荷为207.5～208Kn。二、对焊后热处理的16MnDR试板按照JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》进行弯曲试验，试验方法执行GB/T232《金属弯曲试验方法》，16MnDR试样的厚度为16mm、弯心直径为64mm、面弯和背弯的弯曲角度均为180°，弯曲试验结果合格(合格指标：试样弯曲规定的角度后，其拉伸面上沿任何方向不得有任何裂纹或缺陷)。三、对焊后热处理的16MnDR试板按照JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》进行夏比(V型缺口)低温冲击试验，试验方法执行GB/T229《金属夏比缺口冲击试验方法》，试验温度为-40℃，16MnDR试板尺寸为10×10×55mm、缺口类型为V型缺口、缺口位置垂直于焊缝，冲击试验结果：焊缝区的冲击吸收功为30～50J、热影响区的冲击吸收功为70～100J(合格指标：每个区试样1组的冲击吸收功不得小于27J，至多允许有1个冲击吸收功低于规定植，但不低于规定值的70％)。由上述试验表明，本发明可以提高热处理后特别是正火处理后封头拼接处的抗拉强度和冲击韧性，同时还降低了制造成本，减少了劳动强度，缩短了制造工期，因此本发明具有显著的社会效益和经济效益。

具体实施方式