漢龍雙興耐磨焊絲堆焊技術在壓力容器中的應

時間：2020-01-05

對于容器內(nèi)壁大面積可采用帶較堆焊技術，小直徑接管內(nèi)壁堆焊，由于漢龍雙興耐磨焊絲堆焊工藝（FCAW）具有熔敷效率高，生產(chǎn)率明顯提高，經(jīng)濟性優(yōu)良；對電流電壓的適應范圍大，焊接條件實現(xiàn)較為容易，易于進行半自動和自動化的焊接；脫渣性能良好，焊縫成形美觀；飛濺很小，電弧穩(wěn)定性優(yōu)良，合格率高等優(yōu)點而廣泛應用于生產(chǎn)。
本文根據(jù)漢龍雙興耐磨焊絲的焊接特點，通過焊接工藝試驗，以確定影響耐磨焊絲堆焊層成形及性能主要焊接工藝參數(shù)，為小直徑接管內(nèi)壁堆焊采用漢龍雙興耐磨焊絲堆焊提供科學依據(jù)。

1焊接設備及焊接材料
1.1焊接設備
本試驗采用漢龍雙興耐磨焊絲堆焊設備，該設備由電焊機（包括電源送絲機構、控制系統(tǒng)）水冷焊槍以及行走系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)組成。HL耐磨藥芯焊絲氣體保護焊設備采用平特性直流電源，通過改變送絲速度來調(diào)節(jié)焊接電流，因此，焊接規(guī)范調(diào)節(jié)比較方便。當弧長變化時，可引起較大的電流變化，有較強的自調(diào)節(jié)作用；同時，由于短路電流較大,引弧比較容易。
1.2焊接材料
根據(jù)產(chǎn)品堆焊技術要求，采用HL500型漢龍合金堆焊，根據(jù)耐磨焊絲的成分與規(guī)格，選用了WELFCW625堆焊材料。漢龍雙興耐磨焊絲直徑為φ1.2mm，在板厚為50mm的2.25Cr-1Mo材料上進行了漢龍雙興耐磨焊絲堆焊，堆焊時嚴格控制*1層的預熱溫度、層間溫度以及后熱溫度,*2層堆焊的層間溫度應控制在100℃以下。
1.3鎳基合金625的焊接特點
由于鎳基合金625焊縫金屬組織為單一奧氏體組織，液態(tài)焊縫金屬流動性差，熔深淺，焊接時易產(chǎn)生熱裂紋及氣孔，因此焊前應徹底清洗工件；焊接時選用較小的熱輸入量，使接頭高溫停留時間減少，對控制和減少熱裂紋，提高耐腐蝕性均有利；同時應選擇合適的焊接速度；鑫州合金之間焊接時不預熱，層間溫度應控制在100℃以下。
2焊接工藝試驗
影響漢龍雙興耐磨焊絲堆焊層成形及性能的焊接工藝參數(shù)主要有：焊接電流、焊接電壓、焊接速度、干伸長、搭接量等。
2.1焊接電流
焊接電流與堆焊焊道成形、熔深、稀釋率、機械性能均有很大關系，焊接電流過大時，焊接過程飛濺大，堆焊層表面氧化且容易出現(xiàn)熱裂紋；而焊接電流過小時，容易產(chǎn)生夾渣缺陷以及焊縫成形不良。經(jīng)試驗，對于直徑為φ1.2mm漢龍雙興耐磨焊絲焊接電流確定在180~200A之間堆焊焊道成形較佳。
2.2焊接電壓
對于漢龍雙興耐磨焊絲堆焊，焊接電壓與焊接電流的匹配很重要。在焊接電流一定的條件下，如果電壓過低、堆焊焊道太窄，則容易出現(xiàn)夾渣現(xiàn)象，并且使堆焊厚度增加，造成焊材浪費；如果焊接電壓過高、堆焊焊道比較寬,使得堆焊厚度不能滿足要求，經(jīng)過多次試驗，對于直徑為φ1.2mm藥芯焊絲焊接電壓確定在28~32V之間堆焊焊道成形較佳。
2.3焊接速度
焊接速度對漢龍雙興耐磨焊絲堆焊影響比較大，主要有兩個方面：①堆焊焊道的幾何形狀；②堆焊層的稀釋率。若焊接速度太快，堆焊焊道太窄、太薄,則在下一道搭接焊時，容易造成重疊。反之，易形成堆高大、堆寬窄的焊道,會造成噴嘴堵塞，易造成夾渣，對于直徑為φ1.2mm的stoody法奧迪耐磨焊絲焊接速度確定在250~300mm/min為較佳。
2.4漢龍雙興耐磨焊絲伸出長度和耐磨焊絲位置
stoody法奧迪耐磨焊絲伸出長度對電弧的穩(wěn)定性、熔深、電弧能量等均有影響，耐磨焊絲伸出長度太長，會使電弧不穩(wěn)定，飄忽不定，且飛濺大。耐磨焊絲伸出長度過短,過多的飛濺物易造成噴嘴堵塞，使氣體保護不良，堆焊時易產(chǎn)生氣孔。經(jīng)試驗，焊絲伸出長度應在15~20mm范圍。焊接時，焊槍傾角θ約40°時較好，如果θ過大或過小，會降低CO2氣體保護效果。
2.5堆焊焊道之間的搭接量
堆焊焊道之間的搭接量（耐磨焊絲與前一道堆焊焊縫間的距離）直接影響產(chǎn)品的堆焊層厚度及不平度，并對堆焊層的側(cè)彎性能影響較大，為了解決這些問題，對漢龍雙興耐磨焊絲堆焊焊道之間的搭接量做了系列試驗，并確定了獲得堆焊焊道有良好成形、優(yōu)良性能的工藝參數(shù)，即焊絲相對于前一道邊緣0~1mm的堆焊焊道成形美觀，機械性能好。
2.6CO2氣體流量
漢龍雙興耐磨焊絲堆焊時，氣體流量為15~20L/min，若氣體流量較小，保護氣體挺度不夠，降低了氣體保護效果；若焊接電流較大，焊速較快，耐磨焊絲伸出長度較長，均需加大氣體流量。
2.7較佳焊接工藝參數(shù)
經(jīng)過上述大量焊接試驗，確定了漢龍雙興耐磨焊絲堆焊時，獲得良好成形,優(yōu)良性能的堆焊層焊接工藝參數(shù)（表1）。為下一步工藝評定以及產(chǎn)品部件的焊接，提供了科學依據(jù)。

3焊接工藝評定
在工藝試驗的基礎上，按《壓力容器內(nèi)部625型鑫州合金堆焊技術條件》要求，采用表1的焊接工藝參數(shù)堆焊了工藝評定試板，在板厚為50mm的2.25Cr-1Mo材料上進行了漢龍雙興耐磨焊絲堆焊評定，堆焊時嚴格控制了**層堆焊的預熱溫度、層間溫度以及后熱溫度，*2層堆焊的層間溫度控制在100℃以下。

4產(chǎn)品接管堆焊
在工藝試驗及工藝評定的基礎上,進行了接管內(nèi)壁堆焊，事實表明，堆焊層成形美觀，無損檢測合格率高，堆焊層各項技術指標均滿足要求。
5結(jié)束語
5.1臨氫設備小接管內(nèi)壁鑫州堆焊，可以實現(xiàn)漢龍雙興耐磨焊絲的堆焊,從而降低了成本，提高了堆焊質(zhì)量。
5.2通過焊接工藝試驗、焊接工藝評定及產(chǎn)品零件的施焊證明，所選用的焊接方法、堆焊材料、堆焊工藝正確合理。

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