浙(zhe)江至德鋼業有限(xian)公司為了防止和(he)減(jian)少(shao)HK-40爐管焊(han)接接頭在(zai)焊(han)接和(he)高溫長期服役時產生裂紋，應采取下(xia)列措施。
一(yi)、冶金(jin)措(cuo)施(shi)
正確(que)選用合適的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料要(yao)確(que)保三個條(tiao)件(jian)：①. 焊(han)(han)縫金屬(shu)中(zhong)(zhong)雜質含量少，焊(han)(han)接(jie)(jie)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)不(bu)易產生(sheng)熱(re)裂紋；②. 在σ相析(xi)出(chu)(chu)溫(wen)(wen)度區段(duan)（650～900℃）長期(qi)服(fu)役過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)，焊(han)(han)縫金屬(shu)局部不(bu)會(hui)析(xi)出(chu)(chu)σ相；③. 同時在高(gao)溫(wen)(wen)服(fu)役過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)，焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)蠕變斷(duan)裂強(qiang)度不(bu)低于鑄(zhu)態(tai)爐(lu)(lu)管(guan)，從而(er)避(bi)免爐(lu)(lu)管(guan)的(de)(de)(de)損壞發生(sheng)在焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭上。選用這種(zhong)焊(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料，能(neng)確(que)保爐(lu)(lu)管(guan)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)性和保持(chi)高(gao)溫(wen)(wen)長期(qi)服(fu)役過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)穩定(ding)性。
用于(yu)HK-40爐(lu)(lu)(lu)管(guan)(guan)焊(han)接(jie)的(de)焊(han)接(jie)材料見表4-64。其中TGS-310HSA 實(shi)芯焊(han)絲具有(you)良(liang)好的(de)焊(han)接(jie)性，同時也基(ji)本具備了(le)HK-40爐(lu)(lu)(lu)管(guan)(guan)在(zai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)長(chang)期(qi)服役過程所(suo)(suo)(suo)需要的(de)蠕變斷裂(lie)強(qiang)度(du)。該(gai)焊(han)絲中的(de)鎳含量(liang)較(jiao)高(gao)(gao)(gao)［w（Ni）≥24％］，所(suo)(suo)(suo)焊(han)成的(de)焊(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬在(zai)650～900℃溫(wen)度(du)范圍內長(chang)期(qi)服役不會(hui)有(you)局(ju)部σ相析出。該(gai)焊(han)絲所(suo)(suo)(suo)得的(de)全焊(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬（熔敷金(jin)(jin)(jin)屬）在(zai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)試(shi)驗(yan)的(de)蠕變斷裂(lie)強(qiang)度(du)與鑄態HK-40爐(lu)(lu)(lu)管(guan)(guan)的(de)比較(jiao)，如(ru)圖4-25所(suo)(suo)(suo)示。從圖中可以看出，當(dang)斷裂(lie)時間相同時，熔敷金(jin)(jin)(jin)屬的(de)蠕變斷裂(lie)強(qiang)度(du)高(gao)(gao)(gao)于(yu)爐(lu)(lu)(lu)管(guan)(guan)。用這種焊(han)絲焊(han)成的(de)焊(han)接(jie)接(jie)頭進行(xing)了(le)蠕變斷裂(lie)強(qiang)度(du)試(shi)驗(yan)，結果(guo)如(ru)圖4-26所(suo)(suo)(suo)示，所(suo)(suo)(suo)有(you)的(de)試(shi)樣均斷裂(lie)于(yu)基(ji)本金(jin)(jin)(jin)屬上。這類高(gao)(gao)(gao)合金(jin)(jin)(jin)材料焊(han)絲的(de)硫和磷含量(liang)很(hen)低，對(dui)提高(gao)(gao)(gao)焊(han)縫金(jin)(jin)(jin)屬抗裂(lie)性是有(you)益的(de)。
HP系(xi)列鑄造爐(lu)管焊(han)接(jie)時使用的(de)焊(han)絲牌號及(ji)化學成分見(jian)表4-65。從(cong)表4-64和表4-65中可以看出，焊(han)絲的(de)基本化學成分與(yu)被焊(han)爐(lu)管的(de)化學成分基本相同。
二、工藝措施(shi)
1. 焊接方法的選擇(ze)
鑄(zhu)造耐熱(re)不銹鋼爐(lu)管的焊(han)接(jie)可(ke)以采用(yong)(yong)鎢極(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)或用(yong)(yong)鎢極(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)打(da)底，焊(han)條電弧(hu)焊(han)蓋(gai)面的焊(han)接(jie)方(fang)法(fa)；也可(ke)以采用(yong)(yong)熔化極(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)的焊(han)接(jie)方(fang)法(fa)。在熔化極(ji)(ji)氬弧(hu)焊(han)中(zhong)，有一種低輸入窄間(jian)隙(xi)焊(han)接(jie)方(fang)法(fa)，在爐(lu)管焊(han)接(jie)中(zhong)已得到(dao)推廣使用(yong)(yong)。
低熱(re)輸入窄間(jian)隙焊(han)(han)(han)(han)，是采用細(xi)直徑焊(han)(han)(han)(han)絲（0.9～1.2mm），小(xiao)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)參數和快的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)速度進行施焊(han)(han)(han)(han)；在(zai)厚板(ban)或(huo)厚壁(bi)爐管進行對接(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)(han)(han)時(shi)，焊(han)(han)(han)(han)前在(zai)待焊(han)(han)(han)(han)處(chu)不開坡(po)口或(huo)開小(xiao)角度坡(po)口，并留(liu)有窄而深的(de)間(jian)隙，采用氣體保護焊(han)(han)(han)(han)多層焊(han)(han)(han)(han)完(wan)成整條焊(han)(han)(han)(han)縫。由于焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)坡(po)口狹窄，可以減(jian)少焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料的(de)消耗和節省能(neng)源，在(zai)保證優質(zhi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)前提(ti)下，可降低焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)成本，是一種高(gao)效率(lv)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)法。這種焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)法還(huan)有以下優點：
①. 低(di)熱(re)輸人(ren)窄間(jian)隙采用多道焊完成，每(mei)道焊縫的(de)(de)熱(re)輸入很小，所(suo)以(yi)焊縫金(jin)屬的(de)(de)晶(jing)粒(li)細小，焊接接頭韌性好，還(huan)不易產生裂紋；
②. 由(you)于熱輸(shu)入小(xiao)(xiao)，因而熱影(ying)響區窄，一(yi)(yi)般只有1.2mm寬，晶(jing)粒(li)長大區不超過0.8mm，所以焊(han)(han)接(jie)變形量小(xiao)(xiao)，焊(han)(han)接(jie)殘余(yu)應(ying)力(li)(li)(li)也小(xiao)(xiao)。由(you)于焊(han)(han)接(jie)應(ying)力(li)(li)(li)應(ying)變本(ben)身(shen)也是一(yi)(yi)種可積累的(de)(de)蠕(ru)變損傷，所以形成了(le)焊(han)(han)接(jie)應(ying)變和殘余(yu)應(ying)力(li)(li)(li)小(xiao)(xiao)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭，提高了(le)抗蠕(ru)變的(de)(de)能力(li)(li)(li)，同時對防止應(ying)力(li)(li)(li)腐蝕裂紋也是有利的(de)(de)；
③. 母材熔(rong)入(ru)焊縫金屬的分(fen)量較少，使焊縫金屬熔(rong)合(he)比(bi)小，不會因為焊縫金屬成分(fen)不均(jun)勻而(er)產生局部σ相(xiang)析出。
鑄造耐熱不銹鋼(gang)爐(lu)管，目前仍常用(yong)鎢(wu)極氬(ya)弧焊進行施焊。
2. 坡口的選擇和準備
由于(yu)焊接(jie)材料(liao)的化學成分優于(yu)爐(lu)管(guan)本體(ti)，希望爐(lu)管(guan)材料(liao)在焊縫金屬(shu)所占(zhan)分量越(yue)少(shao)越(yue)好。這樣能(neng)(neng)提高(gao)焊縫金屬(shu)抗(kang)裂性，還(huan)可以使(shi)焊縫金屬(shu)局(ju)部σ相析(xi)出量減少(shao)，并能(neng)(neng)提高(gao)高(gao)溫蠕(ru)裂強(qiang)度，延長爐(lu)管(guan)的服役(yi)壽命。爐(lu)管(guan)對接(jie)焊時常用的坡(po)(po)口(kou)(kou)(kou)形(xing)式如(ru)圖4-27所示。圖4-27a所示為低熱輸(shu)入(ru)窄間隙焊的坡(po)(po)口(kou)(kou)(kou)形(xing)式，圖4-27b為鎢極(ji)氬弧(hu)焊的坡(po)(po)口(kou)(kou)(kou)形(xing)式。
無論選用(yong)何(he)種(zhong)焊接方法，采(cai)用(yong)哪種(zhong)坡口形式，底層(ceng)均為氬弧焊不加填充焊絲的封(feng)底焊。坡口金(jin)屬必(bi)須徹底打(da)磨干凈(jing)，不留任(ren)何(he)鑄(zhu)造缺陷、冶金(jin)缺陷或外來污物。
3. 焊接工藝
a. 施焊(han)以前(qian)，爐管的待焊(han)處和焊(han)絲要認(ren)真清理，去除(chu)油污(wu)，保持干凈(jing)。
b. 避免強力組(zu)對(dui)裝配，減少焊接(jie)裝配應力。
c. 爐(lu)管定位焊后，管內要充氬氣進行內保護(hu)，防(fang)止焊縫背面氧化(hua)。
d. 采用鎢(wu)極(ji)氬弧焊時，要選擇合理的焊接次序來降低焊接應力，多層焊時，要等第(di)一層焊縫(feng)冷卻后，再(zai)焊下一層焊縫(feng)，避免焊縫(feng)過熱，防止晶粒粗大(da)。
e. 多層焊時，各層的(de)焊接(jie)收弧(hu)處要相互錯開，避免弧(hu)坑中缺(que)陷重疊而降(jiang)低(di)焊接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)力學性能。
f. 焊接結束或中(zhong)斷時(shi)，要(yao)采取電流衰減收弧法，同時(shi)要(yao)填(tian)滿(man)弧坑(keng)，防止弧坑(keng)裂紋的形成。
