大直径管板的带极堆焊
16MnR低合金管板带极埋弧堆焊(SAW)工艺研究及探讨
16MnR低合金管板带极埋弧堆焊(SAW)工艺研究及探讨摘要：对16MnR低合金钢管板进行大面积不锈钢堆焊。
采用带极堆焊的焊接方法是首选方法，其熔敷效率高，稀释率低，质量可靠。
主要解决的问题是：选择正确的焊接材料和焊接工艺规范，保证其耐腐蚀和抗裂性。
另外还需制定合理的焊接措施，控制管板的焊接变形。
关键词：低合金钢管板带极堆焊稀释率焊接变形前言石化公司常减压蒸馏装置的复合钢管板换热器，由于堆焊工作量大，采用手工电弧焊堆焊生产率低、稀释率髙，显然不能满足工期要求。
其技术关键在在于16MnR低合金钢管板上堆焊6mm不锈钢耐蚀堆焊层，以提高设备抗高温H2、CO等介质的腐蚀。
因此我们选用带极埋弧堆焊的焊接方法，既保证了制造工期，也保证了产品质量，由于带极堆焊耐腐蚀堆焊层对于我们来讲是一个崭新的工艺，带极埋弧堆焊以其堆焊效率高，工作环境好，性能稳定，在国内外得到了广泛的应用。
一、我国带极埋弧堆焊工艺发展现状堆焊是指将具有一定的使用性能的合金材料借助一定的热源手段熔覆在母体材料的表面，以赋予母材特殊使用性能或使零件恢复原有形状尺寸的工艺方法。
因此，堆焊既可以用于修复材料因服役而导致的失效部分，亦可以用于强化材料或零件的表面，其目的都在于延长零件的使用寿命、节约贵重材料、降低制造成本。
因此，国内外制造业对堆焊技术的发展十分重视，IIW以及各工业发达国家的相关学术机构均设置了专门委员会，以协调和促进堆焊技术的发展。
堆焊技术在我国起源于20世纪50年代末，几乎与焊接技术同步发展，发展初期主要用于修复领域，即恢复零件的形状尺寸，60年代已经将恢复形状尺寸与强化表面及表面改性想相结合，改革开放后堆焊技术的应用领域进一步扩大，堆焊技术从修理业扩展到制造业，90年代受先进制造技术理念的影响，堆焊方法与智能控制技术和精密磨削技术相结合的近净形技术（Near Net Shape）引起了制造业的广泛关注，这也是堆焊技术从技艺走向科学的重要标志。
甲醇合成塔大型管板堆焊技术
甲醇合成塔大型管板带极堆焊技术摘要:通过对大直径20MnMo锻件管板带极堆焊309LMo的焊接及生产应用的研究,合理选择过渡层焊接材料及堆焊各层的工艺规范参数，减小堆焊层合金元素稀释率，控制铁素体含量，保证了堆焊质量，解决了管板堆焊变形的问题，成功用于产品制造。
关键词:管板；带极堆焊;20MnMo锻件;防变形引言化工装置的大型化，对容器的制造提出了更高要求，大型甲醇合成反应器的直径达到φ4000mm，为兼顾经济性和满足使用要求,越来越多地采用低合金管板作为基层,并在其与腐蚀介质接触一面堆焊一层或多层耐蚀合金。
埋弧带极自动堆焊具有熔敷率高,合金元素稀释率低,堆焊层表面光滑、平整、美观,堆焊层质量稳定等特点,被广泛应用于换热器管板的堆焊。
本文通过20万吨/年甲醇合成反应器20MnMo锻件管板堆焊309LMo的实例,介绍其焊接过程。
1堆焊技术要求1.1 管板及堆焊层主要指标管板基层采用20MnMo锻件，接触介质一侧单面堆焊不锈钢耐蚀层，堆焊加工后结构尺寸如图1，20MnMo的化学成分见表1，力学性能见表2。
表120MnMo锻件化学成分％表220MnMo锻件力学性能堆焊共二层，第一层为过渡层，第二层为面层。
堆焊材料：过渡层采用AWS ER309L,面层采用AWS ER309LMo。
堆焊方法：采用埋弧带极堆焊，手工堆焊（仅用局部）焊条为E309MoL。
焊带金属化学成分见表 3，熔敷金属化学成分见表4，堆焊层机械性能见表5。
金相组织：铁素体（10~20）%+奥氏体。
表3 焊带金属化学成分(%)表4 熔敷金属化学成分（%）表 5 堆焊层机械性能1.2 堆焊层合金元素的稀释率堆焊层的化学成分和金相组织在很大程度上取决于基层对堆焊层合金元素稀释率的大小、堆焊层厚度及熔深的大小。
高的稀释率不仅会降低堆焊层的耐腐蚀性能,而且会导致堆焊层焊接材料消耗量的增加,故要求基层对堆焊层稀释率尽量低,并需要通过试验来选择合理的工艺规范参数。
20MnMo超厚锻件不锈钢堆焊工艺4页word文档
20MnMo超厚锻件不锈钢堆焊工艺1 前言粗甲醇水冷器设备管板为20MnMo锻件堆焊不锈钢耐蚀层，尺寸为φ2700×400mm堆焊耐蚀层厚度为6mm。
由于堆焊工作量大、工期紧我们决定采用埋弧自动带极堆焊，对锻件边缘无法进行带极堆焊的部位采用焊条电弧焊。
2 焊接性分析及对策20MnMo锻件的供货热处理状态为淬火+回火（Q+T），经过淬火+回火后的显微组织是回火低碳马氏体、下贝氏体或回火索氏体，这类组织虽然可以保证较高的力学性能但在焊接?嵊跋烨?容易产生冷裂纹和韧性下降[1]。
焊接热影响区韧性下降的问题可以通过控制焊接热输入的大小的方法来解决，焊接热输入的大小已通过事先的焊接工艺评定验证进行了验证。
本文着重介绍施焊过程中为预防焊接冷裂纹的产生所采取的措施。
众所周知，焊接冷裂纹产生的三要素是拘束应力、扩散氢以及淬硬倾向。
超厚20MnMo锻件调质状态下的淬硬倾向以及拘束应力敏感性都很大。
待施焊的管板是厚度达到400mm的超厚锻件，厚度的增加直接导致了焊接过程中产生较大的拘束应力，同时厚度较大如果预热不均匀也会产生较大的内应力。
为了防止冷裂纹的产生施工过程中我们从拘束应力、扩散氢以及淬硬倾向三个方面采取了如下措施：（1）严格清理待焊表面铁锈、氧化皮、油污等；（2）严格按要求烘干焊条、焊剂；（3）预热采用大型加热炉进行炉内预热保证预热均匀；（4）预热好后出炉将除了待堆焊面外的各个面用保温石棉包裹防止热量散失过快；（5）焊接过程中停止施焊或焊接完成后应进行焊后消氢处理；（6）焊后进行消除应力热处理。
3 减小焊接变形埋弧自动带极堆焊的热输入较大，为防止管板产生超差变形我们在生产过程中采用中心对称交叉的焊接顺序。
沿着中心线将圆周按逆时针标注为0°、90°、180°、360°，第1层的第1道沿直径从0°方向起弧焊到180°熄弧；第2道从直径的右侧从180°方向启弧焊到0°熄弧；第3道从直径的左侧从0°方向启弧焊到180°熄弧，按如此规律上下两半圆周对称施焊且相邻两焊道（即2和4道，3和5道）的施焊方向相反。
换热器管板堆焊工艺简析
换热器管板堆焊工艺简析来源：西部石化网时间： 2010-12-30 字体: 大中小换热器管板堆焊工艺石亮（天津冠杰石化工程有限公司）摘要：以某石化公司油浆蒸汽发生器的管束制造为例，针对换热器管板堆焊变形大、容易产生堆焊裂纹等特点，通过采用反变形法，制定合理的焊接工艺和焊接顺序，确保了管板的制造质量。
前言本公司承接了某石化公司的油浆蒸汽发生器管束制造任务，原设备经过0.5a时间的运行，在管束管板的管程侧，换热管和管板的焊缝以及管板本身发生开裂，导致整套管束报废，需重新制作1套。
分析原设备报废的原因，主要是由于管板堆焊的质量问题引起的，因此在新设备制造时，将关键控制点集中在管板的堆焊质量及编制实施正确、合理的制造工艺上。
1·油浆蒸汽发生器的材质及规格油浆蒸汽发生器是催化裂化装置的重要设备，为浮头式换热器，管束材质1Cr18Ni9Ti，规格准25mm×2．5 mm，数量为1 200根，自身质量为16．85t。
固定管板、浮动管板的材质均为16Mn锻＋0Cr18Ni9复合层，固定管板的规格为准1 708 mm×216 mm，浮动管板的规格为准1 562 mm×216mm，其中管程侧堆焊复合层，堆焊厚度为10 mm。
2·油浆蒸汽发生器的制造难点综合分析，此套设备具有2个制造难点：（1）管板直径较大，为准1 708/准1 562 mm，单面堆焊容易引起凹陷变形。
（2）管板厚度为216 mm，堆焊时预热及道间温度控制不当易引起焊接裂纹。
综合考虑以上两方面，以固定管板为例，决定采用反变形法控制管板的焊接变形，同时采取多人同时分区堆焊的方法，以保证管板的堆焊质量。
3·制造工艺3．1毛坯检验管板锻造后应进行正火＋回火热处理，并进行100％的超声波探伤，按JB/T4730—2005检验，Ⅰ级合格；同时，进行硬度复验，其硬度值≤HB220。
各项检验合格后方可进行堆焊。
大口径镍基合金管子管板焊接技术
焊道 １ 大焊。 道 断 面凹或拘 束度 １焊 成 凸断 面焊缝 ，减 少拘 束力 。
裂 纹 ２线能 量过 大
热
。
２减 少 线能量 。
４ 裂
纹
弧 坑 １凹断面弧 坑 。
１填 满弧坑 。
裂 纹 ２气体保 护 不 当。
２在 弧 坑冷却 后再 断 气 。
３产 品制 造过 程 ３．１产 品焊接 结 合调 试过 程 工 艺试验 的经验 ，我 们 进
关键词 ：大 口径 深坡 口 管 子管板焊接
序 言
堆 焊 ，然 后进 行管 子 和堆 焊 层 问 同种 材料 焊
在 热交 换 器制 造 中 ，管子 管 板焊 接接 头 接 ，但 是 这 样 会 延 长 制造 周 期 、增 加 制 造 成
的质 量 直 接 关 系 到 整 个 换 热 系 统 的 安全 运 本 。所 以能够 实现 两 种不 同材 质 的焊 接对 节
焊接 方 向 预 熔 电 流 ／Ａ
逆时 针 ５ ０
预 熔 时 间 ／Ｓ
４—８
通 气 时 间 ／Ｓ 电 流 方 式
分 段
基值 电流／Ａ 峰 值 电 流 ／Ａ
弧 氢 『＼
熄 弧 电 流 ／Ａ
气 体滞后时间／ｓ
ｊ 脉 冲
０。 ～ １（）。
１ Ｏ。 ～３６ ０。
Inconel 625带极埋弧堆焊管板工艺
Inconel 625带极埋弧堆焊管板工艺王东丽;高磊;董研;程龙【摘要】采用带极埋弧堆焊工艺在16Mn管板表面堆焊Inconel625,并通过宏观检测、渗透检测、金相组织分析、显微硬度检测及耐蚀性能检测等方法来检验接头的焊接质量.通过焊接工艺评定,选择合适的焊接参数,制定合理的焊接工艺方案,以确保产品质量满足设计及使用要求.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2018(048)007【总页数】5页(P105-109)【关键词】Inconel625;堆焊;埋弧焊;管板【作者】王东丽;高磊;董研;程龙【作者单位】抚顺化工机械设备制造有限公司,辽宁抚顺113122;辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113001;抚顺化工机械设备制造有限公司,辽宁抚顺113122;抚顺化工机械设备制造有限公司,辽宁抚顺113122【正文语种】中文【中图分类】TG445;TG4550 前言Inconel625属于镍-铬系列固溶强化镍基耐蚀合金，具有良好的切削加工性能，对大部分酸性溶液都有良好的耐腐蚀性能，且在高温下可保持较好的机械性能和抗氧化性能，因此广泛用于化工设备、海洋石油、航空航天等领域[1-2]。
近年来，随着石油化工行业的迅猛发展，当面临高温、高压和强腐蚀介质的苛刻条件时，传统的不锈钢制换热器无法满足使用要求，促使了Inconel625制换热器的生产。
抚顺化工机械设备制造有限公司为宁波中金公司制作的预加氢进料换热器管板材质为16Mn堆焊Inconel625，该设备管板直径较大，如果采用传统的焊条电弧焊，不但焊接效率低下，而且劳动强度大、焊接质量不易保证，因此选用焊接效率较高的带极埋弧堆焊。
1 产品设计技术条件及结构预加氢进料换热器是宁波中金石化有限公司芳烃项目三联合重整装置中重要设备之一，因其管程介质的特殊性（管程介质为石脑油、氢气、并含有硫化氢），管程材料选择UNS N06625，该材料具有优异的抗氢及硫化氢的腐蚀性能。
16MnR管板带极埋弧堆焊工艺
１６ＭｎＲ管板带极埋弧堆焊工艺胡 炜 刘荣军 （中石油第二建设公司 甘肃兰州 ７３００６０）摘 要：采用带极堆焊的焊接方法对１６ＭｎＲ管板进行不锈钢堆焊，主要解决的问题是：选择正确的焊接材料和焊接工艺规范，使堆焊层焊缝组织为奥氏体加３～１２％铁素体的双相组织，保证其耐腐蚀和抗裂性。
另外还需制定合理的焊接措施，控制管板的焊接变形。
关键词：管板 带极堆焊 稀释率 焊接变形１ 前言我公司为兰州石化公司常减压蒸馏装置制造的２０台复合钢板换热器，主体材质为１６ＭｎＲ＋４０５，管板材质为１６ＭｎＲ锻件。
共计４０件管板，其中最大直径φ１３０６ｍｍ，最小直径φ８８５ｍｍ，最大厚度９０ｍｍ，最小厚度８０ｍｍ。
设计图纸要求，这些管板均采用Ｅ３０９Ｌ焊条进行堆焊，管程侧堆焊４ｍｍ，壳程侧堆焊８ｍｍ。
堆焊后对堆焊层取样分析，熔敷金属元素含量满足１８－８型，且Ｎｂ含量满足８×％Ｃ￣１．０％，铁素体含量３％￣１０％。
由于堆焊工作量大，采用手工电弧焊堆焊生产率低、稀释率高，显然不能满足工期要求，因此我们选用带极埋弧堆焊的焊接方法，既保证了制造工期，也保证了产品质量。
２ 焊接性分析１６ＭｎＲ锻件上堆焊不锈钢，由于母材对堆焊层焊缝的稀释和碳迁移，在堆焊层侧焊缝中产生马氏体组织。
另外，为保证堆焊层焊缝良好的耐腐蚀和抗裂性能，堆焊层的组织应为γ＋δ双相组织，δ铁素体含量要求为３～１２％。
因此选择焊接材料和降低母材焊缝的熔合比是堆焊的关键。
为防止堆焊层合金元素稀释和含碳量增高，同时防止产生脆硬的马氏体组织，首先必须采用２５－１３型铬镍奥氏体焊接材料堆焊过渡层，而在过渡层上堆焊覆层，采用１８－８型的焊接材料就可满足耐腐蚀和抗裂性能要求。
３ 焊接材料的选择堆焊材料分为过渡层和覆层材料，过渡层采用２５－１３型焊带Ｄ３０９Ｌ，覆层采用１８－８型焊带Ｄ３４７Ｌ，焊剂为ＳＭＪ３４，均为安泰科技生产。
焊带和焊剂的化学成分分别见表１、表２。
带极堆焊
时大于 lmm）故表面无需机械加工，省料省时。
■ 高的可重复生产力 带极相对丝极，较少的一些不足如下： 更高的焊接热输入 工件的尺寸有限制（母材的厚度限制或者母材的内径要求）
焊带宽度 mm 最小母材厚度 mm
最小外径 mm
纵向
环向
最小外径 mm
纵向
环向
30
30
200
300
400
250
60
45
二、带极堆焊的特点 带极堆焊的原理与丝极堆焊基本相同。最主要的区别在于使用宽带极取代了丝极。同时，增加一套带极堆焊
机头，机头通过拓宽导电嘴宽度来保证连续的焊带进给并提供有效的工作电流。 带极相对丝极的主要的优势可以归纳为： ■ 非常均匀的焊道熔深
■ 更低的母材稀释率水平，允许以更少的堆焊层达到化学成分及性能要求 母材稀释率低，埋弧带极堆焊一般可控制在 20%以下，电渣带极堆焊一般可控制在 10%以下，比埋弧焊小一
6.6 在连续的焊接热输入情况下，电渣焊的熔敷效率几乎两倍于埋弧焊。 电渣带极堆焊具有非常高的熔敷效率
埋弧带极堆焊熔敷效率/宽度
电渣带极堆焊熔敷效率/宽度
焊接电流
焊接电流 双头带极堆焊具有更高的熔敷效率
No2 机头
No1 机头
6
神户制钢 KOBE STEEL 用三头带极堆焊进行加氢反应器内壁堆焊
No3 机头 No2 机头 No1 机头
而当堆焊层厚度高于 5.5 mm 时，将很难在搭接处保证良好的熔合并更难脱渣。 ☆速度越快，焊道的厚度越薄，稀释率也越高。采用过高的焊接速度得到薄的焊道，可能会使焊缝的化学成分不 合格。 7.4 焊接位置
带级堆焊时，母材倾角会影响稀释率和焊道成形，一般推荐采用水平位置或稍带坡度（1°~2°）的上坡焊 为宜。
Q345R管板带极堆焊工艺
（ ｎＺ ｏ ｉ ｌｎ ｉｈ ｄ ｓ ｙＥ ｕｏ ｎ ｏ， ｔ． ｎ ｈ ｕ３ ５ ２ ， ｈ ａ Ｗｅ ｈ ｕＴａ ｏ ｇＬｇ ｔｎ ｕ ｔ ｑ ｉｍｅｔ ． ｄ， Ｚ ｏ ２ ０ ５ Ｃ ｉ ） ｎ Ｉ ｒ Ｃ Ｌ Ｗｅ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｅｃ ｒｏ ｉ ｎ ｈ ｒ ｆ ｃｎ ｒ ｃ ｓ ｆ ｒ ｓｕ ｅｖ ｓ ｅ ｕ ｅ ｈ ｅ， ｍｐ ｒｎ ｔ ａ ｉ ｏ ａ ｎ ａ ｌ ｉ ｇ ｔ ｅｎ ｗ ｆｂ ｄ ｓ ｒａ ｉ ｇ ｉ ｏ ｉｈ ｒ ｓ ｒ ｃ ： ｎ ｔ ｏ ｒ ｓｏ ａ ｄ ａ ｉ ｇｐ ｏ ｅ ｓｏ ｅ ｓ ｒ ｅ ｓ ｌ ｂ ｓ ｅ ｔ Ｃｏ ａ ｉ ｇ ｗｉ ｔ ｄ ｔ ｎ ｌ ｈ ｐ ｔ ｈ ｒ ｉ ｍａ ｕ ｌ ｗｅ ｄｎ ， ｈ ｅ ｏ ａ —ｕ ｆ ｃ ｎ ｆｈｇ ｅ ｎ ｓ ｅ ｅ ｃ ｎ ｒ ｔｂ ｅ ｑ ａｉ ． ｔｉ ｈ ｈ ｃ ｕ ｆ ｃｎ ｉ ｕ ｔｎ ｅ ｂ ｃ ｕ ｅｂ ｔ ｒ ｇ ｌ ｅｏ ｓｍｏ ｅ ｅ ｅｇ ， Ｏ ｄ ｓｏ ｔ ｎ ｗｉ ｅｖ ｒ ｅｉ ｕ ， ｆ ｏ ｅ ｅ ｔ ｅ ｉ ｆ ｎ ｙ ａ ｄ ｍｏ ｅｓａ ｌ ｕ ｌｙ Ｂｕ ｎｔ ｅ ｔ ｉｋ ｓ ｒａ ｉ ｇｃ ｒ ｍｓａ ｃ ， ｅ ａ ｓ ｕｔ ｉ ｎ ｗｎ ｒ ｎ ｒ ｙ Ｓ ｉ ｒｉ ｌ ｂ ｅ ｙ ｓ ｒ ｓ ｉ ｆ ｃ ｉ ｔ ｃ ｅｎ ｉ ｔ ｏ ｌ ｏ ｎ ｖ ｍｅ ｓ ｒ ｓｔ ｏ ｔｏ ｅ ｏ ｍａ ｉｎ， ｕ ｅ ｈ ｅ ｌ ｌａ ｏ ｓ ｒ ｐ Ｔｈ ｒｉｌ ｎ ｏ ｕ ｅ ｏ ｒ ｂ ｅ ｆｔ ｅｔ ｂ ｌｔ ｏ ｒ ｓｏ ａ ｄ ｌ ｉ ｇ ｄ ｒｎ ｈ ｒ ｃ ｓ ｆ ａ ｕ ｅ ｏ ｃ ｎ ｒ ｌ ｆ ｒ ｔ ｄ ｏ ｔｂ ｓ ｅ ｔ ｗｉ ｅ ｄ ｔ ｃ ａ ． ｅ ａｔ ｅ ｉｔ ｄ ｃ ｄ ｓ ｍｅｐ ｏ ｌｍｓ ｏ ｅ ｐ ａｅ ｃ ｒｏ ｉｎ ｈ ｒ ｆ ｃｎ ｕ ｉ ｇ ｔ ｅｐ ｏ ｅ ｓｏ ｌ ｃ ｒ ｈ ｕ ａ ｉ ｔ ｄ ｃ ｉｎ ａ ｄｕ ｅａ ｄ ｓ ｌｔ ｎ ｒ ｘ ｏ ｎ ｅ ｎ ｒ ｕ ｔｏ ｎ ｓ ｎ ｏｕ ｉ ｓ ｏ ｏ ｗｅｅ ｅ ｐ ｕ ｄ ｄ．
09MnNiDⅣ锻件管板埋弧带极堆焊工艺试验
（ １ Ｏ ）管 板堆焊 完毕后 ， 堆 焊层理 化性 能必 须
符合要求 ， 并确保堆焊层无裂纹 、 夹渣等缺陷 。
（ １ １ ）尽 可 能提高 焊接效 率 ， 减轻工 人 的劳动
强度 。
２ 堆焊 中关键 点 的控 制
向用筋板刚性焊接 固定来增加整个管板的抗变形 能力 ， 并用焊 接 顺 序 防变 形 。对 于 堆 焊后 产 生 的
焊接 试验 的过 程 ， 并 指 出 了要 保 证 管 板堆 焊 质 量 必须严 格控 制 的关 键 点 。
１ 焊 接性 分析 和堆焊 试 验要 求
１ ． １ 焊接性 分析
合 比是堆焊的关键 。为 了防止堆焊层合金元素稀
释 和含碳 量增 高 ， 同时 防 止 产 生脆 硬 的 马 氏体 组 织， 首先 必须 采用 ２ ５—１ ３型铬镍 奥 氏体焊 接材 料
４ ７ ３ ０ ． ３ —２ ｏ ｏ ５的要 求进 行无 损检 测合 格 。 容易 ， 焊道 表 面成形 良好 。 （ ５ ）焊 接 堆 焊 设 备 （ 焊 接 电源 、 焊 接 机 头 以 及行 走机 构 ） 必 须检测 合 格 。 （ ６ ）准备好 其他 必 要 的预 热 工装 。
（ ３ ）堆 焊材 料须 检测 合格 备用 ， 严 格控 制
川 化
２ ０ １ ３年 第 ２期
主要 采用 以下 ２种方法 来控 制焊接 变形 。 （ ７ ）焊机 操作 人员 及无 损检测 人员 必须持 证 － 焊，
上 岗。 ２ ． ４ ． １ 刚性 固定法
（ ８ ）有切实有效的措施控制堆焊管板焊接变
“ ＋ ６ ” 双相组 织 ， 铁 索 体含量 要求 在 ３ ％～
１ ２ ％ 。因此 ， 选 择 焊 接 材料 和 降低母 材 焊缝 的熔
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１．３５１０．００６ ０．∞８
０．４７
Ｏ．０２４
ｌ－３７１０．００８ ０．００９
０．５１
０．０１８
１．３２１０．０１０ ０．０１０ ｏ．１３ ０．８３ ｏ．０３ ｏ．０ｌ
Ａｌ
０．∞
０．０３
低点与边缘最高点高度差为８ ｍｉｌｌ。冷压矫平后进行１００％ＰＩＩ。 堆焊示意图见图１。
过渡层
’
Ｉ
一
／
ｌ
Ｉ
ｌ
圈２反变形示■圈
按ＪＢ ４７０８－－２０００《钢制压力容器焊接工艺评定：》的有关 规定进行评定。焊接方法采用焊条电弧焊和埋弧焊。着重评 定了焊接接头中焊缝金属和热影响区的低温韧性。
收稿日期：２００４－－０４－０８；修回日期：２００４－０５－１１
２．２焊接工艺评定试验用材 （１）试验用母材：板材０９ＭｎＮｉＤＲ为舞阳钢铁公司生产
焊带伸出长
／ｎｕｎ ３０ ３０
焊道搭接量
／ｍｍ ６—７ ６～７
３．２焊后检验
４７３卜 焊完过渡层后进行１００％ＰＴ检测，检测标准为ＪＢ
１９９４ Ｉ级，耐蚀层焊后进行１００％Ｆｒ，依照标准同上，检测结 果均为Ｉ级，合格。
３．３力学性能试验
依据ＪＢ ４７０８－－２０００《钢制压力容器焊接工艺评定》。取４
圈１堆霹示曩圈
４．４焊接变形控制 焊接评定所用试板面积较小，焊后变形量很小。第１块管
板由于没有做反变形，产生了８ ｍｍ的变形量，用冷压方法矫 平。为了解决焊后变形，第２块管板做了反变形，如图２所示： 其中心，ｂ３００ ｒｔｌｍ范围不做处理，从边缘至距中心１５０ ｍｍ处车 出坡面，如图２所示。
经过反变形，焊后管程侧成为平面。其余１０块管板应用 此方法均成功地解决了焊后变形的问题。
（执行标准ＧＢ ３５３１－－１９９４），锻件为山西定襄新星锻件厂生产 （执行标准ＪＢ ４７２７－－２０００）。交货状态：板材为正火，锻件为 淬火＋回火。
（２）试验用焊材：焊条电弧焊采用天津大桥焊条Ｗ７０７Ｎｉ （执行标准ＧＢ／Ｔ ５１１８—１９９５）；埋弧焊采用锦州某公司焊丝 ＪＷ—ｌ（执行标准ＡＷＳ Ａ５．１７ ＥＨｌ４），焊剂ＳＪｌ０１（执行标准ＧＢ ５２９３—１９８５）。
功完成了产品的制造。
关■词：管板；带撅堆焊；工艺评定；变形控制
中圈分类号：ＴＣ，４４５；’ＩＢ４５５
文献撂识码：Ｂ
我公司为某油田制造的原油换热器，管板材质为１６ＭｎＲ，
的堆焊；单丝埋弧焊传人工件的热量比其它电弧堆焊方法都
厚度为９０ ｍｎｌ，直径ｌ ２００ ｌｎｆｉｌ。为了提高管程耐腐蚀性能， 要求在与原油介质接触面上堆焊不锈钢耐腐蚀层，堆焊厚度
个侧弯试样，其中横向、纵向各２个，宽度为３６ ｆｉｌｍ，厚度为 １０ ｍｍ，进行弯曲试验，弯轴直径４０ ｎｌｌｎ，弯曲角度１８０。，横
向、纵向均无开裂，试验结果合格。
３．４化学成分分析
在焊态表面取样进行化学成分分析，分析结果见表３。
收稿日期：２００４－０３—２４
万方数据
ｌＣ ｌ ０．０２３
裹３熔囊金一化学成分Ｉ质量分数ｌ Ｉ％）
大，因而稀释率高达３０％－６０％，需堆焊２－３层才能保证耐腐蚀 性能；带极堆焊较单丝埋弧焊熔敷速度快，稀释率低，最低
为９ ｍｍ。在进行了堆焊方法的选择、工艺评定、参数确定后，
为ｌＯ％，因此选用了带极堆焊。
成功地完成了大直径管板的堆焊，完全达到了设备的技术要
求。
２焊接材料
堆焊材料分过渡层材料和耐蚀层材料。过渡层材料采用
摘要：通过采用不同的焊材和改变焊接参数，对０９ＭｎＮｉＤＲ进行了一系列的工艺评定试验。指出了影响０９ＭｎＮｉＤＲ焊接接头低温韧性的
因素，并提出了相应的工艺措施。
关键词：低温压力容器；焊接工艺；试验；低温韧性
中圈分类号：７ｒＧ４５７．５
文献标识码：Ｂ
１前言 ２００２年以来，张家口市石油机械厂先后为某石化公司改
Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖ０１．３３ Ｎｏ．４ Ａｕｇ．２００４ 文章缡号：１００２－０２５Ｘ（２００４｝０４－００６１－０２，
·焊接质量控制与管理· ６ｌ
０９ＭｎＮｉＤＲ低温压力容器的焊接工艺
王占英１，孙长山１，马轶群１，梁建明１，马卫国２
（１．河北建筑工程学院，河北张家口０７５０２４；２．张家口市锅炉压力容器检验研究所，河北张家Ｉ＝１ ０７５０２４）
管板待焊面进行除油、除锈处理，露出金属光泽后进行渗 透检测，按ＪＢ ４７３０－－１９９４ Ｉ级，检测合格后方可进行堆焊工 作。 ４．３过渡层、耐蚀层堆焊
焊接电流为７００－７２０ Ａ，电弧电压为２８－３０ Ｖ，焊接速度 为２０－２１ ｅｍ／ｆｉｌｉｎ，压道量为６－７ ｍｉｌｌ，过渡层堆焊完毕，进行 １００％ＰＩ．，合格后进行耐蚀层堆焊，参数与过渡层相同。道间 温度严格控制在６０℃以下，堆焊后变形较小。堆焊后中心最
扩建工程制造了３０余台０９ＭｎＮｉＤＲ低温压力容器。在进行 ０９ＭｎＮｉＤＲ的焊接时，如果焊接材料或焊接工艺参数等选择不 合理，焊接接头（焊缝、热影响区）的低温冲击吸收功很难 达到要求。为此，与该厂的技术人员一起采用不同的焊材进 行了多次工艺评定试验，取得了一些宝贵的工艺参数。
２焊接工艺评定试验 ２．１焊接工艺评定试验方法
３工艺评定 ３．１材料及工艺参考
评定用试板材料为１６ＭｎＲ，尺寸为５００ ｍｍｘ４００ ｍｍｘ３０ ｉｎｉｒｌ，焊接参数见表２。道间温度严格控制在６０℃以内。
襄２焊接工艺◆数
Ｊ 焊层
ｌ Ｉ过渡层 ｌ耐蚀层
焊接电流 ／Ａ
７７２８ｍ０． 一７啪５０
电弧电压 ，ＰＣ
２８－３１ ３０一３ｌ
焊接速度
／（ｅｒａ·ｍｉｎ ｔ） ２帖２２ ２０
京：机械工业出版社，１９９３．
万方数据
５结论 （１）大面积堆焊不锈钢，带极堆焊是首选方法，其熔敷
效率高，稀释率低，质量可靠。 （２）选用合理的工艺参数及变形控制措施可获得良好的
焊接质量。 所堆焊的管板成功地用于原油换热器的制造，设备自投
产以来，运行状态良好。
参考文献： 【１】中国机械工程学会焊接学会．焊接手册（第２卷）材料的焊接【Ｍ】．北
Ｍｎ １．２１７
Ｃａ １８．６７
Ｎｉ １１．３０
Ｔｉ
ｌ一
Ｍｏ ２．６４
４产品焊接 产品管板尺寸为西ｌ ２００ ｍｍｘ９０ ｍｉｌｌ，管程侧堆焊厚度９
ｍｌｎｏ
４．１焊工技能鉴定 依据《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》规定
（堆焊焊工必须进行堆焊技能考试，合格后方能进行堆焊工 作。），对焊工进行考试，取得自动堆焊项目ＳＡＷ（Ｎ３０）一１Ｇ． ０７／０９后，方可对产品管板进行堆焊施工。 ４．２焊前准备
１焊接方法的选择
Ｈ３０９ＬＣｉ！带，焊剂为ＳＪ３０４，耐蚀层材料采用Ｈ３１６Ｌ焊带，焊剂
管板堆焊的方法有焊条电弧焊、丝极埋弧焊和带极埋弧
为ＳＪ３０４。所用材料均为哈尔滨焊接研究所威尔焊接有限责任
焊。其中焊条电弧焊由于焊接速度较慢，不适于大直径管板
公司生产，其化学成分见表１。
囊１爆带化学成分ｌ质量分数）ｆ％）
６０·焊接质量控制与管理·
焊接技术 第３３卷第４期２００４年８月
大直径管板的带极堆焊
孟宇泽１，赵丽辉２，牛仲凯２
（Ｉ．中石化第四建设公司，天津３００２７０；２．天津石化机安公司焊接试验室，天津３００２７１）
摘要：对大直，径１６ＭｎＲ厚板采用带极堆焊进行了试验分析和焊．ｉｔ．ｘ－艺评定，得到最佳堆焊工艺参数，解决了焊后管板变形的问题。成
试验用母材的化学成分和力学性能见表１和表２，试验用 焊材的化学成分和性能见表３和表４。
囊ｌ试■用母材的化学成分ｌ质量分散）（％ｌ
Ｉ钢号 规格／ｒａｍ Ｃ Ｓｉ
１０９ＭｎＮｉＤＲ
１８
ｏ．０８ ０．３６
０９ＭｎＮｉＤＲ
１０
ｏ．１０ ０．”
０９ＭｎＮｉＤ
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０．０８ ０．２４
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