[发明专利]一种预防延迟裂纹的高温合金钢管焊接方法

说明书

本发明公开了一种预防延迟裂纹的高温合金钢管焊接方法，包括：步骤一、在焊接钢管接口处加工“Y”形焊接坡口；步骤二、清洁所述焊接坡口，并利用吹风装置对所述焊接坡口和焊条进行预热烘干；步骤三、通过夹具使两相焊的合金钢管固定，对焊缝附近的钢管进行预热并进行保温，使所述焊接坡口内的氢扩散；步骤四、检测钢管直径、钢管厚度和焊接环境温度，并将其输入模糊控制器得到焊接速度，利用焊条进行打底焊接；步骤五、并采用惰性气体保护焊接区域，对所述焊接区域分层填充焊接，焊缝的厚度1～2mm；在焊接时的焊接速度120—300mm/min；步骤六、对焊接区域进行缓慢降温处理。

技术领域

本发明涉及合金钢管焊接领域，尤其涉及一种预防延迟裂纹的高温合金钢管焊接方法。

背景技术

延迟裂纹是冷裂纹的一种，是由于塑性储备、应力状态以及焊缝金属中氢含量等综合作用而产生的焊接裂纹，延迟裂纹不是在焊接过程中产生的，而是在焊后延续一段时间产生的。延迟裂纹主要发生在低合金高强钢中，主要与焊缝含扩散氢、接头所承受的拉应力以及由材料淬硬倾向决定的金属塑性储备有关，是三个因素中的某一因素与相互作用的结果。焊接接头的含氢量、钢的淬硬倾向和接头承受的拘束应力是产生焊接延迟裂纹的三大因素。焊接延迟裂纹是在这三大因素的共同作用下产生的。其中，焊接接头中的氢能使金属产生氢脆，而且能致裂。钢中不可避免地存在一些微观缺陷，例如晶格缺陷、微孔等，这些微观缺陷当有拘束应力作用时,在其前沿能形成一个三向应力区，诱使氢原子扩散和聚集到三向应力区中，当三向应力区中的氢的浓度达到一定值时，金属原子间发生键的破坏，使原来的微观缺陷向前扩展。微观缺陷不断扩展的结果就形成了微裂纹。钢的淬硬倾向则能决定钢中产生的组织。钢的淬硬倾向越大，越容易形成片状马氏体组织，片状马氏体不仅能促进氢脆，而且能为微裂纹的扩展提供一个敏感的基体，促使裂纹扩展。裂纹的出现具有滞后性，部分裂纹无法通过焊接探伤检测，此外延迟裂纹的出现一般为突发出现，无明显的征兆，如果在设备投运后出现，降为人民的生命财产安全埋下重大隐患，因此急需一种焊接工艺方法，最大程度避免延迟裂纹的出现。

发明内容

本发明设计开发了一种预防延迟裂纹的高温合金钢管焊接方法，将焊接管接管加工成坡口形状，通过模糊控制器设定焊接速度，采用分层焊接，能够降低焊缝收缩应力，预防产生延迟裂缝。

本发明提供的技术方案为：

一种预防延迟裂纹的高温合金钢管焊接方法，包括：

步骤一、在焊接钢管接口处加工“Y”形焊接坡口；

步骤二、清洁所述焊接坡口，并利用吹风装置对所述焊接坡口和焊条进行预热烘干；

步骤三、通过夹具使两相焊的合金钢管固定，对焊缝附近的钢管进行预热并进行保温，使所述焊接坡口内的氢扩散；

步骤四、检测钢管直径、钢管厚度和焊接环境温度，并将其输入模糊控制器得到焊接速度，利用焊条进行打底焊接；

步骤五、并采用惰性气体保护焊接区域，对所述焊接区域分层填充焊接，焊缝的厚度1～2mm；在焊接时的焊接速度120—300mm/min；

步骤六、对焊接区域进行缓慢降温处理。

优选的是，所述“Y”形焊接坡口的角度为30°-35°。

优选的是，所述步骤二的清洁过程包括：

首先，利用80～200目的砂纸对所述焊接坡口进行打磨，去除焊缝处的铁锈和杂质，然后，在所述焊接坡口处喷涂清洁剂，并利用温水冲洗，清洁剂由水、表面活性剂和乙醇组成，其质量份数为，水：表面活性剂：乙醇＝12：1:6。

优选的是，所述步骤二中的焊接坡口和所述焊条的烘干温度为40-60℃。

优选的是，所述步骤三中的保温温度为200-300℃，保温时间为2-3h。