[发明专利]SA-335 P11与SA-240TYPE310S异种钢材焊接及热处理方法

权利要求书

1.SA-335P11与SA-240TYPE310S异种钢材焊接及热处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、焊前准备；

B、将材料为SA-335P11的工件定义为第一工件，将材料为SA-240TYPE310S的工件定义为第二工件，对第一工件和第二工件切口端面加工坡口并清理坡口内外表面；该坡口为V形坡口，所述坡口面与法线方向的夹角为32°±2.5°，钝边为0-2mm；

C、在第一工件的坡口面上进行镍合金隔离层堆焊及热处理，包括以下分步骤：

c1)对第一工件的坡口面质量检查；

c2)在第一工件上对坡口面以外的表面布置热电偶、电加热带，电加热带外包裹保温棉并固定，进行预热准备；

c3)坡口面预热温度及镍合金隔离层堆焊工艺控制，包括以下分步骤：

c31)坡口面堆焊用的焊丝为ERNiGr-3，直径为φ＝2.4mm；坡口面堆焊用的工艺采用GTAW；

c32)坡口面堆焊第一层：将第一工件预热150℃～180℃，堆焊焊道为线性焊道，压道焊，每道宽度＜13mm，每道厚度＜2.0mm，电流为115～145A，电压为8～11V，道间温度为150℃～180℃；

c33)坡口面堆焊第二层：将第一工件预热120℃～150℃，堆焊焊道为线性焊道，压道焊，每道宽度＜13mm，每道厚度＜2.0mm，电流为115～150A，电压为8～11V，道间温度为120℃～150℃；

c34)坡口面堆焊第三层：第一工件不预热，堆焊焊道为线性焊道，压道焊，每道宽度＜13mm，每道厚度＜2.4mm，电流为140～170A，电压为9～13V，道间温度＜100℃；

c35)坡口面堆焊第四层：第一工件不预热，堆焊焊道为线性焊道，压道焊，每道宽度＜13mm，每道厚度＜2.4mm，电流为140～170A，电压为9～13V，道间温度＜100℃；

c36)坡口面堆焊第五层：第一工件不预热，堆焊焊道为线性焊道，压道焊，每道宽度＜13mm，每道厚度＜2.0mm，电流为140～170A，电压为9～13V，道间温度＜100℃；

上述坡口面每一层堆焊的第一道熔覆金属和最后一道熔覆金属超过第一工件外表面和内表面0～1.5mm；

c37)打磨清除隔离层余高至与第一工件的内外表面平齐；

c4)坡口面堆焊隔离层消应力热处理，坡口面氩弧堆焊隔离层消应力热处理保温温度为720℃±15℃，保温时间不小于135分钟；升温速率为56℃/h～220℃/h，降温速率为56℃/h～280℃/h；入炉温度为室温，冷却方式为炉冷；

c5)对隔离层表面质量外观和PT检测；

D、确定第一工件和第二工件组对前的准备工作及技术要求，包括以下分步骤：

d1)确认组对用的液压组对器、工装卡具、点固块与第一工件、第二工件接触部位的卡具材质要与工件材料相同或同一组别；

d2)第一工件和第二工件组对间隙在1～6mm范围，组对完成的焊口内外壁允许偏差如下：

管内壁允许偏差：壁厚/20+1mm,最大不能超过为3mm；

管外壁允许偏差：壁厚/10+2mm，最大不能超过8mm；

E、将第一工件和第二工件材组对并点固焊，采用手工钨极氩弧焊在焊缝根部进行点固焊，焊丝采用ERNiCr-3，直径为φ2.4，按照焊缝类型不同包括以下分步骤：

e1)对于环形焊缝组对：将整条环焊缝圆周均匀分为12等分，钟点位置的3、6、9、12位置暂时不设置液压组对器，八个液压组对器布置在1、2、4、5、7、8、10、11点位置，若钟点位置的3、6、9、12位置范围内有错边超标，则增加设置液压组对器；

e2)对于纵焊缝组对：将整条纵焊缝均匀分为若干等分，等分长度300～400mm，等分位置设置液压组对器，若等分点位置范围内有错边超标，则增加设置液压组对器；

e3)对于环形焊缝点固焊：在液压组对器的一侧，距离液压组对器边缘10mm位置坡口根部开始点固焊；点固焊缝长度40～50mm、厚度3～5mm；点固焊所用的WPS与正式焊相同；

e4)对于纵焊缝点固焊：从纵焊缝长度的中点开始，向两边延伸分段点固焊；在液压组对器的一侧，距离液压组对器边缘10mm位置坡口根部开始点固焊；点固焊缝长度40～50mm、厚度3～5mm；点固焊所用的WPS与正式焊相同；

e5)检查点固焊的质量；

e6)逐个拆除液压组对器；

e7)将点固焊点两端打磨成缓坡型；

F、采用手工钨极氩弧焊在坡口的根部进行打底焊，打底焊熔敷金属形成打底焊层；打底焊两层，每层1道，焊丝选用ERNiCr-3，直径为φ1.6或φ2.4，线性焊道，焊炬摆宽不超过焊丝直径的3倍，电流为130～205A，电压为10～16V，道间/层间温度小于100℃范围，焊接后打底焊熔敷金属背面相对于工件内壁余高小于3mm，焊接2层后熔敷金属厚度3～5mm；

G、采用手弧焊填充盖面，采用线性焊道、对称焊，焊缝宽度不超过钢芯直径的3倍，道间/层间温度＜100℃；焊条选用ENiCrFe-2，直径为φ3.2mm时，电流120～140A，电压23～30V，每层厚度＜3.2mm；焊条选用ENiCrFe-2，直径为φ4.0mm时，电流125～165A，电压23～30V，每层厚度＜4mm；焊缝表面余高＜2.5mm；

H、打磨清除熔敷金属内、外表面的焊纹，打磨清除焊趾部位的咬边，保证熔敷金属与工件内外表面平滑过渡；

I、焊缝VT检查；

J、焊缝PT检测；

K、焊缝RT检测。