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標(biāo)題: 不銹鋼與P91鋼焊接適用技術(shù)---[求助] [打印本頁]
作者: stickzhang    時(shí)間: 2007-1-19 21:14
標(biāo)題: 不銹鋼與P91鋼焊接適用技術(shù)---[求助]

我公司是電力管道加工企業(yè)，在我廠現(xiàn)在遇到一個(gè)難題,，在焊接P91鋼與不銹鋼1Gr18Ni9Ti角焊縫焊接過程中,焊接形式見附件,，在焊接時(shí)候原來采用A302焊條，焊前預(yù)熱90℃,，在焊接完后電廠運(yùn)行一段時(shí)間以后發(fā)現(xiàn)在熔合線附近有貫穿性裂紋,，后來改進(jìn)工藝后,，采用鎳基焊條施焊過渡層，預(yù)熱溫度150-170℃,，然后采用A307焊條施焊,，焊后層間和表面做PT檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)均有碎裂紋,，請(qǐng)問各位高手前輩這是什么原因,？有沒有合適的施焊工藝？

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附：P91鋼的化學(xué)成分（%）fficeffice" />

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作者: 黃河湃    時(shí)間: 2007-1-24 23:20
標(biāo)題: Re: 不銹鋼與P91鋼焊接適用技術(shù)---[求助]
樓主好,！) g. q+ X% o: C ) n) V8 o8 r& d. t3 T- c4 M轉(zhuǎn)載一篇專業(yè)文章,，可能對(duì)你有所啟發(fā)： 5 l& Y T; F/ _# I# Z. f7 p) F- d) K) U2 a% q: z* P 焊接裂紋產(chǎn)生原因 8 t2 c3 i" b* z & ?6 P8 {& ]5 t z& X3 D7 K% r h　　形成焊接裂紋的原因是多方面的，但可以歸納為力學(xué)因素和冶金因素兩方面,。 8 t& u( r; Y4 I: h+ P1 Z6 m + ~5 p, Q* P. v" V; w" V9 d3.1 力學(xué)因素, D; v4 M) Q0 K8 w0 Y + u4 ~2 F: [( e8 G+ E* @* L0 u 　　導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生的力學(xué)因素主要為拘束應(yīng)力,。壓力鋼管焊接時(shí)采用多層多道焊，焊接第一層焊縫時(shí),，由于焊縫截面遠(yuǎn)小于構(gòu)件的截面,，因此拘束應(yīng)力和拘束變形將集中在截面比母材 * z5 h3 ^- \! K2 D8 S6 P7 I& X, }: N# T# x7 o 　　小很多并且變形相對(duì)容易的焊接區(qū)內(nèi)，造成第一道焊縫的焊接區(qū)是最容易出現(xiàn)裂紋的區(qū)域,。拘束度越大,，焊接區(qū)域承受的拘束應(yīng)力和應(yīng)變?cè)酱螅斐珊附恿鸭y的危險(xiǎn)性也越大,。焊縫在壓縫完成后,，特別工地環(huán)縫不可避免地會(huì)產(chǎn)生拘束度偏大，從而致使點(diǎn)焊區(qū)域承受的拘束應(yīng)力和應(yīng)變偏大,。焊接時(shí),，由于焊接區(qū)域的溫度升高，點(diǎn)焊區(qū)域拘束應(yīng)力得以釋放,，易造成裂紋的產(chǎn)生,。有時(shí)鋼管丁字接頭部位容易產(chǎn)生裂紋就是因應(yīng)力過分集中造成。 d2 N ]4 r1 F/ f# G % m( {, [6 Q7 t2 R" K 3.2 冶金因素$ y: O9 v" m9 e- X5 l % m* _& Y7 Y6 x9 q3.2.1 冶煉雜質(zhì)對(duì)高溫脆性區(qū)的影響8 j4 |& e7 ]( @. k( E 7 l$ }5 o9 F3 W$ L8 m+ o, q8 r　　鋼中的雜質(zhì)元素如C,、S,、P,、B會(huì)明顯地?cái)U(kuò)大高溫脆性區(qū)的溫度范圍,。60kgf/mm2鋼種是一種含C、S,、P量很低的Cr-Mo-V系合金鋼,。Mn含量較高，約為1.20％～1.60％,，可以減小高溫脆性區(qū),，因而60kgf/mm2鋼是一種可以減小高溫脆性區(qū)的鋼種,。 $ h" w, i( e- E + V0 Y# ?: o) \1 t$ C3.2.2 鋼的淬硬致脆傾向 * H3 J: z; r& f1 I+ h1 H' L( \/ k+ J% a7 F 　　60kgf/mm2鋼種碳當(dāng)量Ceq=0.35％，裂紋敏感系數(shù)Pcm=0.185％,，鋼的淬硬致脆傾向不明顯,，是一種焊接性及抗裂性良好的鋼種。 & O9 j( b3 V* `0 g: R+ }, _. ^- j' N/ P 3.2.3 鋼中氫的致脆8 A. ~1 E3 R5 f3 I" n 2 Z) j+ y9 Y5 {% o5 _% n' s6 O　　氫是焊接冶金過程殘留在鋼中的氣體雜質(zhì),。由于鋼中殘留的氫使鋼的塑性惡化而形成氫脆,。 * u0 Y0 C) @" ?! N( E. _" J$ L $ ~& U2 G: Q3 B0 }3.2.4 焊接粗晶區(qū)晶界的弱化; F8 c- [1 W8 M) l $ u, {/ R/ j5 w" D2 T1 Q9 | 　　由于合金結(jié)晶過程的選擇作用和相臨晶粒間的相位不同，使得晶界總是含有比晶粒內(nèi)部多得多的雜質(zhì)和缺陷：而且由于晶界很薄,，因而晶界的變形能力總是遠(yuǎn)低于晶粒本身的變形能力,。在正常受力下，晶粒本身承擔(dān)廠主要的塑性變形,，保證了合金的塑性和強(qiáng)度,。但NK HITEN610U2鋼種因含有Cr、Mo,、V等成分,，Cr、Mo,、V元素屬于強(qiáng)碳化物及強(qiáng)氮化物形成元素,，它們將會(huì)使晶界弱化或相對(duì)弱化。經(jīng)計(jì)算,，經(jīng)驗(yàn)公式Psr=Cr+Cu+2Mo+5Ti+7Nb+10V-2,，Psr<0，因而該材料不易發(fā)生晶界斷裂,。 9 H& u% n. C- R% m: v6 t% r2 X' z7 N! N% B6 } 4 焊接裂紋的防止措施 & j! R; ^. v: w1 {5 [ 0 J7 _5 a0 y5 o- ? 　　根據(jù)形成裂紋的因素,，為了防止裂紋的產(chǎn)生，需從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),、材料選擇以及施工工藝三方面進(jìn)行控制,。& o3 \) d, t" K+ \/ f# i: @ 8 B( z9 K+ K, |' _: S4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ( y0 W9 q; N8 ^2 p( P9 a% [5 j2 ^3 t/ X" N( e 　　因壓力鋼管的設(shè)計(jì)是比較成熟的設(shè)計(jì)模式，它的設(shè)計(jì)有國家規(guī)范為依據(jù),，焊縫的布置是合理的,。; O! w8 z: a2 ]# }8 C; {) H ; q2 }/ i+ c2 j$ Z 4.2 材料選擇* t- q, b6 T: C: W, i) m # a/ K8 y, b+ X4 l; w f, P6 a 4.2.1鋼管母材的選擇! g$ m8 v/ F5 g2 V3 k ! X* b: M8 b9 U, r V. f　　鋼管母材選用日本生產(chǎn)的610U2及610F調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼板，這是一種含C,、S量很低的Cr Mo V系合金鋼,，有著優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度≥610MPa,，低溫韌性vE 40≥330J(2mmv形缺口沖擊試驗(yàn)),，脆性斷面轉(zhuǎn)變溫度vTs=-36℃。而碳當(dāng)量Ceq=0.35％,，裂紋敏感性指數(shù)Pcm=0.185％,，當(dāng)焊接熱輸入量為17kJ/cm時(shí),，熱影響區(qū)的最高硬度HVmax≤300，這是一種具有很好的焊接性和抗裂性的鋼種,。該鋼的化學(xué)成分見表1,，力學(xué)性能見表2。1 j8 U% A+ j+ ]7 \4 o+ W: p- p , o% I; u j$ r+ e 表1 610U2及610F鋼化學(xué)成分(％) ! }4 u4 [/ g7 s. V& B& L : i% x. ?* R! Q% V$ X# c6 p8 T3 D* D4.2.2 焊材的選擇0 P) x' r- U0 @* X' k+ J k 3 r6 A; q6 J9 X W 　　因工期較緊,，在施工初期進(jìn)行工藝評(píng)定選擇焊材時(shí),，僅進(jìn)行了手工電弧焊的焊接工藝評(píng)定。評(píng)定合格后,，選定了兩種高強(qiáng)鋼焊條：宜昌猴王焊條廠生產(chǎn)的MK．J607RH焊條及四川自貢大西洋焊條廠生產(chǎn)的CHE62CHJt焊條,。這兩種焊條熔敷金屬化學(xué)成分及力學(xué)性能如表3、表4,。) [) x( L0 o8 y . B* q: y% s. ]1 H' _2 A m 表3 焊條熔敷金屬化學(xué)成分(％) . S+ ]" L& W" S* i, {. b/ r( u 7 K1 x: ` r$ M" R, j. z7 M& M 表4　焊條熔敷金屬力學(xué)性能0 `. p. @! y3 i4 o& I & n; s2 G; N6 B/ l- l, j 這兩種焊條均為超低氫性焊條,，擴(kuò)散氫含量很低，MK．J607RH焊條擴(kuò)散氫含量Hmax=1.28ml／100g,，CHE62CFLH焊條擴(kuò)散氫含量Hmax=2.29ml／100g,，遠(yuǎn)低于國標(biāo)規(guī)定的4ml／100g的標(biāo)準(zhǔn)。由這兩種焊條進(jìn)行的高強(qiáng)鋼的焊接工藝經(jīng)評(píng)定是合格的,。焊縫的化學(xué)成分基本與母材相一致,，焊縫的機(jī)械性能不低于母材，熱影響區(qū)的維氏硬度不大于300,，證明此焊材與母材是相匹配的,。) H1 s; J( D6 C! ?# @$ h, e 4 @# q' B, A( ^( |1 T8 T0 \ H 4.3 施工工藝) [1 M. `8 C r; e" P& P. [2 g* P8 t : F) W$ }7 G; `5 t& n9 {# ^ ]　　要防止焊接裂紋的產(chǎn)生，必須嚴(yán)格施工工藝,，加強(qiáng)鋼管制安過程的控制,，使鋼管從制作開始到安裝驗(yàn)收完成都處于受控狀態(tài)。2 H+ w0 C8 E2 g6 j( j/ p& I* [- ?0 t ; ?8 t# D8 [! H/ i& f 4.3.1 加強(qiáng)鋼管制安過程控制- D. }4 w) N" R9 D: k1 f 7 m* [8 F3 q: J8 W1 I. p0 @ i$ q- r 　　(1)嚴(yán)格按引水壓力鋼管制作規(guī)范制作管節(jié),，必須保證出廠管節(jié)的管口平面度及橢圓度符合規(guī)范要求,，防止偏心管節(jié)的出廠。偏心管節(jié)的檢查通過測量管節(jié)四軸線弦長差可得,。( n* F' n4 U4 A, J" T' s & j$ v' T% r" h1 m% Q( z　　(2)工地環(huán)縫壓縫時(shí),，保持環(huán)縫組對(duì)間隙基本一致，避免局部區(qū)域壓縫內(nèi)應(yīng)力偏大,。 ' `9 N2 j* E: A0 b8 J( Z ( _) \* {) L% P$ u/ r1 |　　(3)控制環(huán)縫焊接順序,。環(huán)縫焊接時(shí)，必須采用8名或10名焊工對(duì)稱分段退步焊,，要求對(duì)稱部位的焊工焊接參數(shù)基本一致,。 3 ]: g- t6 p+ y N' v8 X ! ]' Q1 q$ x7 q d4.3.2 加強(qiáng)鋼管焊接過程控制* J9 _# A/ o( Y$ S" a( n& z $ ]" |' V6 {3 L* T8 k0 o9 W 　　(1)嚴(yán)格高強(qiáng)鋼焊條烘烤及領(lǐng)用制度,，嚴(yán)格清除環(huán)縫坡口及兩側(cè)30mm范圍內(nèi)鐵銹,、油污等雜質(zhì),。 3 z& P4 `- i/ z6 T+ S0 r3 a 6 e# B* [9 q4 O: q4 d3 y　　(2)因工地濕度大、溫度高,，當(dāng)焊接環(huán)境水蒸氣分壓高于25mmHg柱時(shí),，應(yīng)選擇高于規(guī)定預(yù)熱溫度20℃～30℃進(jìn)行預(yù)熱。 9 R# N! T- @4 y, e6 N% z+ O& @, n) n5 A8 l 　　(3)高強(qiáng)鋼的焊接,，不論是δ=34mm,，還是δ=60mm，盡量保證焊前預(yù)熱50℃,，必須保證層溫不低于預(yù)熱溫度,，且不超過230℃。尤其對(duì)于δ=60mm高強(qiáng)鋼焊縫,，必須保證預(yù)熱溫度為50℃～100℃,。8 P9 T. V( r9 {5 q0 ?5 S) y: | $ W0 a% E# x9 R8 t* S. W. `6 o　　(4)δ=34mm、60mm強(qiáng)鋼焊縫焊后必須進(jìn)行焊后消氫處理,，加熱溫度150℃～200℃,，保溫1h。其中δ=60mm高強(qiáng)鋼焊縫必須進(jìn)行消應(yīng)處理,，使消應(yīng)后的焊縫內(nèi)應(yīng)力小于鋼材屈服強(qiáng)度的一半,。8 H* M2 x0 D' ? 3 E ^; Z! Y) G3 y 　　以上幾方面均能降低接頭冷卻速度防止其產(chǎn)生淬硬組織，從而避免產(chǎn)生延遲裂紋,，保證焊縫內(nèi)部質(zhì)量,。1 T) r& h# _0 d ( j& o7 k7 E3 k# e" c5 結(jié)論 ) A$ I* Q v1 E, x4 ]1 j% h. l ( Y! E+ M% i( Y3 L" A' s1 n' S　　通過介紹焊接裂紋分類及分析焊接裂紋產(chǎn)生機(jī)理，根據(jù)三峽工程的實(shí)際情況,，得出以下結(jié)論：要保證焊縫質(zhì)量,，避免高強(qiáng)鋼焊縫產(chǎn)生焊接裂紋，必須嚴(yán)格施工工藝,，加強(qiáng)鋼管制安過程的控制,，使鋼管從制作開始到安裝驗(yàn)收完全處于質(zhì)量受控狀態(tài)。9 }. T9 S! g: s2 ]: _ / T& \ R. ~0 N) z0 N% ]
作者: 漂流瓶    時(shí)間: 2007-2-26 23:19
標(biāo)題: Re: 不銹鋼與P91鋼焊接適用技術(shù)---[求助]
樓主可以參考ASME標(biāo)準(zhǔn)中的P91和TP347的焊接工藝評(píng)定來處理,我沒有做過你說的這種焊接.
$ D2 i$ c$ O% W. _3 ^0 Y) n不過,可以肯定的是預(yù)熱溫度不夠,而且焊后是否進(jìn)行的適當(dāng)?shù)暮负筇幚砟?& l7 D  I" @. F. x
焊條我建議你選擇ESAB的OK 76.96來焊接!
作者: ysw1979321    時(shí)間: 2007-3-30 00:04
標(biāo)題: Re: 不銹鋼與P91鋼焊接適用技術(shù)---[求助]
需要進(jìn)行焊后熱處理
作者: ccit    時(shí)間: 2007-4-5 11:54
標(biāo)題: Re: 不銹鋼與P91鋼焊接適用技術(shù)---[求助]
不過 可不要將 不銹鋼側(cè) 處理呀
! g1 Q% t# N8 |' F3 w只將91側(cè)和焊縫進(jìn)行高溫回火
作者: ccit    時(shí)間: 2007-4-5 11:56
標(biāo)題: Re: 不銹鋼與P91鋼焊接適用技術(shù)---[求助]
對(duì)了 那一側(cè) 再空氣中 不要 保溫  
作者: 漂流瓶    時(shí)間: 2007-4-14 00:19
標(biāo)題: Re: 不銹鋼與P91鋼焊接適用技術(shù)---[求助]
另外,P91 必須在管道內(nèi)充氬,否則根部氧化,后果很嚴(yán)重呀
作者: 漂流瓶    時(shí)間: 2007-5-25 20:55
標(biāo)題: Re: 不銹鋼與P91鋼焊接適用技術(shù)---[求助]
看樣子是溫度測點(diǎn)的套管,，現(xiàn)在怎么樣了,，大家說了不少，樓主應(yīng)該冒個(gè)泡吧,。
作者: 漂流瓶    時(shí)間: 2008-5-5 23:33
一直關(guān)注這個(gè)問題,，可總是沒有消息咯，瓶子在鍋爐廠的朋友那里問到了一些工藝,，如果沒有解決,，請(qǐng)與瓶子聯(lián)系。
作者: lgkokode    時(shí)間: 2008-5-7 18:09
焊前預(yù)熱溫度低取16o—180℃
( ^5 y0 {' Y+ C( S1 F& x道間溫度控制在280－320℃之間
. Y7 E7 m& _& v/ B' y建議TIG打底焊,，管內(nèi)充氬保護(hù)



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