[发明专利]HR3C同种耐热钢的焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种同种耐热钢的焊接方法，具体地，涉及一种HR3C同种耐热钢的焊接方法。

背景技术

20世纪80年代初，美国、日本和欧洲就已投入了大量的财力和研究人员开展各自的新型耐热材料。这些材料分别针对不同主蒸汽温度级别(如580℃级别、600℃级别、620℃级别和650℃级别)的机组进行应用。到目前为止，欧洲已经投运了主蒸汽温度达到580℃的超超临界机组，日本投运了主蒸汽温度达到600℃的机组。从现有的实际机组的运行来看，目前国际上成熟的新型耐热材料已经可以用于建造蒸汽温度为620℃的机组。针对锅炉受热管用耐热材料，日本从90年代早期就开始采用了HR3C、Super304H和TP347HFG等新型奥氏体耐热钢。

2014年9月份，国家发改委、环保部和国家能源局三部委联合下发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》。要求新建燃煤发电项目采用60万千瓦及以上的超超临界机组。国内已经投产及在建的超超临界百万机组上百台，更高参数的新型高效机组计划建设和已经在建的也有数十台，上述机组均选用了T22、T91、T92、TP347H、Super304H、HR3C等新型耐热钢材料，然而机组参数的提高意味着材料需要耐受更高温度以及更大压力。因此，在超超临界机组锅炉的制造、安装及检修过程中，超超临界机组锅炉用新型耐热材料的焊接技术成为是否能够高效运行超超临界机组的核心关键技术。

HR3C型耐热钢属于高Cr高Ni的单一奥氏体钢，研究表明，焊接同种HR3C型的纯奥氏体耐热钢比传统的TP347H更困难些，并且这类钢不能采用α+γ双相组织的填充金属，以保证焊缝金属中不发生σ相脆化。且针对焊接同种HR3C型(高Cr和高Ni奥氏体钢)耐热钢，现有的焊接技术获得的焊接接头主要存在抗拉伸性能、抗冲击性能和抗弯曲性能较低的缺陷，从而导致焊接接头出现焊接裂纹和时效脆化等问题。

因此，目前市场上亟需找到一种针对焊接HR3C奥氏体耐热钢焊接操作工艺简单、焊后产品的操作窗口宽泛、焊接质量高且焊接接头能够同时具有抗拉伸性能、抗冲击性能和抗弯曲性能强的优点的焊接方法，以有效降低HR3C奥氏体耐热钢焊接接头早期失效的倾向，保证机组安全运行，使得HR3C奥氏体耐热钢能够在超临界、超超临界机组中得到广泛的推广应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种HR3C同种耐热钢的焊接方法，该焊接方法操作工艺简单且焊接质量高，采用该方法获得的焊接接头的抗拉伸性能、抗冲击性能和抗弯曲性能均得到显著的增强，且其布氏硬度符合DL/T 752-2001和DL 869-2004等的相关要求，从而使得焊接后得到的HR3C耐热钢能够在超临界、超超临界机组中得到广泛的推广应用。

为了实现上述目的，本发明提供一种HR3C同种耐热钢的焊接方法，该焊接方法包括：将待焊接的HR3C同种耐热钢母材进行多层焊接，所述多层焊接依次包括打底层焊接、填充层焊接和盖面层焊接，且层间温度为80-100℃，其中，所述打底层焊接的条件包括：焊接电流为80-90A，焊接电压为10-14V，焊接速度为30-40mm/min；所述填充层焊接的条件包括：焊接电流为90-100A，焊接电压为10-14V，焊接速度为40-50mm/min；所述盖面层焊接的条件包括：焊接电流为90-100A，焊接电压为10-14V，焊接速度为40-50mm/min。

通过上述技术方案得到的焊接后的HR3C同种耐热钢焊接接头的抗拉伸性能、抗冲击性能和抗弯曲性能均得到显著的增强，且其布氏硬度符合DL/T 752-2001和DL 869-2004等的相关要求，从而使得该HR3C同种耐热钢能够在超临界、超超临界机组中得到广泛的推广应用。具体地，该HR3C同种耐热钢焊接接头的抗拉强度R_mv可以达到740MPa以上、抗延伸强度R_0.2pv可以达到370MPa以上、延伸率可以达到30％以上；母材侧热影响区冲击功Akv可以达到230J以上、焊缝冲击功Akv可以达到140J以上；母材侧热影响区布氏硬度为185-196HB和焊缝布氏硬度为195-207HB。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。