[发明专利]奥氏体耐热钢的钨极氩弧焊接方法

说明书

本发明公开奥氏体耐热钢的钨极氩弧焊接方法，奥氏体耐热钢22Cr25NiWCoCu(UNSS31035)的无缝钢管进行焊接，焊接接头采用单边30°V型坡口并清理，采焊前先用钨极氩弧焊点焊固定位置，组合配对，再使用钨极氩弧焊进行单面焊双面成型，焊前不预热，焊后不热处理，同时采用全氩气保护。本发明的奥氏体耐热钢钢管道焊接工艺减少焊接应力与变形，可以降低焊接接头的脆性，抑制热裂纹的发生，实现对焊接接头塑性和韧性的改善提升，从而综合提高管道焊接后的力学性能。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，更加具体地说，涉及一种使用配套焊丝焊接新型奥氏体耐热钢的钨极氩弧焊工艺，特别是涉及一种使用配套焊丝，焊接新型奥氏体耐热钢的钨极氩弧焊工艺。

背景技术

大力发展高参数、大容量的超超临界机组是提高火电站整体发电效率、防治雾霾的重要途径。先进超超临界火电机组主蒸汽压力突破30MPa，再热蒸汽温度提升至623℃，并采用了二次再热技术，其运行效率可提高到50％以上(现行锅炉的运行效率为35％～45％)。电站锅炉在较高温度和压力下运行后，可显著地提高生产效率并可大大减少度电耗煤量。在超超临界锅炉的过热器和再热器管出口段，一般使用奥氏体耐热钢，主要有18％Cr系列的Super304H和20％～25％Cr系列的HR3C等。当蒸汽温度参数达到620℃后，HR3C钢在强度上难以满足要求，Super304H不仅强度不能满足要求，而且抗氧化性能也略显逊色。新型奥氏体耐热钢22Cr25NiWCoCu(UNS S31035)具有持久强度高于HR3C、抗氧化性能优于Super304H的综合优势，可在蒸汽出口温度或再热蒸汽出口温度达623℃的高效超超临界锅炉中替代HR3C和Super304H。22Cr25NiWCoCu钢在700℃左右的高温下使用具有优越的蠕变抗力、耐腐蚀性、耐氧化性，一经问世便成为了再热器和过热器的理想材料。所以对该材料的研究和开发对于发展超超临界发电机组具有十分重要的意义。

焊接是建造和维护超超临界锅炉必不可少的手段。目前广泛应用于新型奥氏体耐热钢22Cr25NiWCoCu的焊材是Sanicro 53或者Alloy 617mod，但是上述两者皆为镍基材料，耗费成本较高，进口周期较长，大大增加了电站建设的投入。同时，异种钢接头一旦出现早期失效问题，会严重影响焊管的服役寿命。针对这一现象，国内完全自主开发了与22Cr25NiWCoCu钢成分匹配的实芯焊丝。然而，针对该母材(22Cr25NiWCoCu)和该焊接材料的相关焊接工艺还没有明确。焊接工艺选择不当，容易导致焊接接头出现脆化、热裂纹和力学性能不达标等问题，这将会严重影响超超临界机组的安全性和可靠性，轻者生产不能正常运转，严重者会造成灾难性事故。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供奥氏体耐热钢的钨极氩弧焊接方法，即一种针对22Cr25NiWCoCu钢及其成分匹配的实芯焊丝的钨极氩弧焊焊接工艺。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

奥氏体耐热钢的钨极氩弧焊接方法，按照下述步骤进行：

奥氏体耐热钢选用22Cr25NiWCoCu(UNSS31035)无缝钢管，焊丝采用国产成分匹配的实芯焊丝，焊接接头采用单边30°V型坡口，钝边为1—3mm，根部间隙为1—3mm，焊前先用钨极氩弧焊点焊固定位置；焊接采用钨极氩弧焊的多层多道焊，单面焊双面成型，焊前不预热，焊后不热处理，层间温度要控制在100℃以内，焊接电流90-120A，电压8-12V，焊接热输入小于1KJ/mm，焊接速度不大于1.5mm/s，焊接全程采用氩气保护，流量为8-12L/min。

在上述技术方案中，焊丝采用国产成分匹配的实芯焊丝，直径为Φ2.4mm；22Cr25NiWCoCu(UNSS31035)无缝钢管，管子的外径为φ53.8mm，壁厚8.9mm。