Q345R和0Cr18Ni12Mo2Ti復(fù)合板的堆焊工藝

徐 煒* 江 敏 李 明

（浙江省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司第二分公司)

Q345R和0Cr18Ni12Mo2Ti復(fù)合板的堆焊工藝

徐 煒* 江 敏 李 明

（浙江省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司第二分公司)

對(duì)碳鋼表面堆焊不銹鋼進(jìn)行了介紹，論述了此類管板堆焊的施工工藝。在施工過程中，通過焊接順序、焊接工裝和層間溫度控制等措施來控制堆焊時(shí)的焊接變形。

管板 堆焊 變形 焊接 焊接工藝

0 前言

某公司生產(chǎn)裝置上的一臺(tái)換熱器 （二鹽冷卻器）中的管板材質(zhì)為δ=53 mm的Q345R和δ=3 mm的0Cr18Ni12Mo2Ti復(fù)合板。由于管板材料不易采購，且該換熱器的交貨期限短，因此決定采用在Q345R上堆焊奧氏體不銹鋼的方法自制管板材料，過渡層選用A042焊條，復(fù)層選用A022焊條。

本文對(duì)碳鋼表面堆焊不銹鋼進(jìn)行了介紹，論述了此類管板堆焊的施工工藝。在施工過程中，通過焊接順序、焊接工裝和層間溫度控制等措施來控制堆焊時(shí)的焊接變形。

1 工裝要求

對(duì)工裝的要求考慮到了堆焊過程中的焊接變形。先將兩塊管板背靠背地點(diǎn)焊牢固，然后再將管板放在水平的平臺(tái)上施行堆焊。

2 堆焊前準(zhǔn)備

（1）管板堆焊前用砂輪機(jī)將堆焊表面打磨出金屬光澤。

（2）堆焊用焊條應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行烘焙，施焊時(shí)隨用隨取。

（3）管板堆焊前，堆焊表面應(yīng)進(jìn)行100%MT，按JB/T 4730—2005檢驗(yàn)，Ⅰ級(jí)合格。

3 堆焊工藝參數(shù)

（1）過渡層堆焊前，管板堆焊側(cè)應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱。過渡層堆焊時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制焊接工藝參數(shù)，不可采用大電流施焊。

（2）過渡層采用焊條電弧焊堆焊，過渡層焊條A042，規(guī)格?4 mm。

（3）過渡層堆焊完畢，應(yīng)根據(jù)基層材料和厚度進(jìn)行消應(yīng)力熱處理。熱處理溫度600～640℃，保溫時(shí)間2 h，按NB/T 47015—2011具體執(zhí)行。熱處理后對(duì)堆焊表面進(jìn)行滲透檢驗(yàn)，按JB/T 4730—2005檢驗(yàn)，Ⅰ級(jí)合格。

（4）熱處理合格后方可進(jìn)行復(fù)層堆焊，堆焊時(shí)采用焊條電弧焊，焊條A022，規(guī)格?4 mm。

（5）復(fù)層堆焊厚度為10 mm左右，該厚度可根據(jù)變形量適當(dāng)增減。

（6）堆焊方向應(yīng)注意如下一些問題。

（a）環(huán)焊道堆焊：先由管板中心開始呈螺旋狀向外堆焊到?300 mm～?400 mm，然后將管板的剩余堆焊部分按扇面分成4等分，由4人同時(shí)沿圓周方向從中心向外堆焊，如圖1所示。

圖1 環(huán)焊道堆焊

（b）直焊道堆焊：堆焊4層，先從管板中心開始堆焊至半徑100 mm處，然后向外按順序逐道對(duì)稱施焊，第1、2層堆焊方向互成90°，第2、3層堆焊方向互成45°，第3、4層堆焊方向互成90°，如圖2所示。

圖2 直焊道堆焊

將環(huán)焊道與直焊道進(jìn)行比較： （a）環(huán)焊道。當(dāng)在管板上進(jìn)行環(huán)形堆焊時(shí)，會(huì)產(chǎn)生環(huán)向應(yīng)力，使管板產(chǎn)生角變形。隨著焊道數(shù)量的增加，由管板邊緣至心部，焊縫所承受的拉應(yīng)力會(huì)越來越大。最后管板的變形呈鍋底形。 （b）直焊道。在管板中心堆焊一條縱向直焊道，其焊縫只承受縱向和橫向收縮應(yīng)力，隨著焊道數(shù)量的增加，遠(yuǎn)離管板中心線的堆焊，除了有長度方向的伸縮外，還有內(nèi)彎曲變形，故管板堆焊后產(chǎn)生角變形。

由此可知，直焊道與環(huán)焊道相比，雖然都產(chǎn)生一定的角變形，但環(huán)焊道的拘束度比直焊道要大，所以環(huán)焊道比直焊道變形要大。因此筆者建議，選擇直焊道堆焊方式進(jìn)行堆焊。

（7）堆焊注意事項(xiàng)。

（a）層間清理。在每一層堆焊完畢后，用砂輪將其表面打磨干凈，然后再進(jìn)行下一層的堆焊，堆焊面不能有氣孔、夾渣、裂紋等缺陷。

（b）要求層間溫度不大于60℃。

（c）管板堆焊時(shí)，先將其中一塊管板堆焊一層，然后將管板翻轉(zhuǎn)過來，堆焊另外一塊管板，這樣兩塊管板輪換進(jìn)行堆焊，可以減少焊接變形。

堆焊焊接工藝參數(shù)如表1所示。

表1 堆焊焊接工藝參數(shù)

4 堆焊后檢驗(yàn)

基層材料的堆焊表面和加工后的堆焊表層應(yīng)分別進(jìn)行滲透檢驗(yàn)，按JB/T 4730—2005檢驗(yàn)，Ⅰ級(jí)合格。

5 結(jié)語

在Q345R基層上，以A042作為過渡層堆焊焊材、A022作為復(fù)層堆焊焊材，采用上述焊接工藝進(jìn)行換熱器管板的堆焊，未發(fā)生堆焊層基體脫層和剝離現(xiàn)象。該換熱器至今已運(yùn)行一年，未產(chǎn)生任何問題。實(shí)踐證明：采用合理的工藝參數(shù)包括焊接方向、焊接順序，能有效地減少堆焊產(chǎn)生的變形；該管板的堆焊焊接工藝正確可行。

[1] 中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì).焊接手冊 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

[2] 陳祝年.焊接工程師手冊 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

Surfacing Welding Process of Q345R/0Cr18Ni12Mo2Ti Composite Panel

Xu WeiJiang Min Li Ming

Described the surfacing welding of stainless steel on the surface of carbon steel,and introduced the construction technology of this kind of tube sheets.During the process,the welding deformation could be controlled by controlling welding sequence,welding fixture as well as layer temperature.

Tube sheet;Surfacing welding;Deformation;Welding;Welding process

TG 455

*徐煒，男，1976年生，工程師。衢州市，324004。

2012-05-12)