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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！ 8 m5 f0 K' G. R8 m9 v: I) o( D2 W 轉(zhuǎn)載一篇專業(yè)文章，可能對你有所啟發(fā)：6 G1 r; |+ @- e4 i1 `- t $ p; r& f" ~2 v7 a f$ a5 p% ^0 s 焊接裂紋產(chǎn)生原因2 q- W. e7 M3 [. I( A & O& q5 q9 K+ H) K9 `1 E4 r p　　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。 ' r% _$ D r2 f, } + v. v2 q! }/ m& a: U" N3.1 力學(xué)因素( ]5 @' d! s) i: y; E% t5 o$ L# T8 A* M 9 |# z6 H- k! V) g　　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 + L- x' U7 Q x( \4 h 2 N1 V, R' s9 Q" z/ V# X, ?　　小很多并且變形相對容易的焊接區(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)變越大，造成焊接裂紋的危險(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。, A9 l6 X4 |# O( b' B% f+ b! m + \$ q( j% A* Z* V$ l7 M0 Z 3.2 冶金因素 6 e5 H' R1 Q3 t# L+ e7 g4 G3 v 2 {. |0 I- x$ s0 {3.2.1 冶煉雜質(zhì)對高溫脆性區(qū)的影響 , c7 {9 ?+ Q4 G; H- w3 x4 P5 {& d) j$ L8 {& I3 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。 8 [2 U% K a5 Z5 N1 `. v' h: P" B `5 S0 V7 S 3.2.2 鋼的淬硬致脆傾向, O# T' u6 r% \$ w! m k 4 q- I9 t3 Y2 l/ ]3 M [ 　　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。' F# A9 @& U5 t' c* }5 t5 W ; [/ Y2 e& J1 h- c 3.2.3 鋼中氫的致脆6 j2 ~" X* m. g # B- b, Y1 Q8 y( R 　　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。 w; ]! H5 o _2 V' H* v7 Q j8 k4 S$ G8 M' s 3.2.4 焊接粗晶區(qū)晶界的弱化 $ B) X% w6 z5 s9 h# o, r7 a8 M+ z9 Z: F; R1 q W( O' d9 L 　　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。 , F) u: d/ y: |; q; r& B ) m; P0 s, i$ @5 j( ]$ N# T4 焊接裂紋的防止措施 6 o$ F) v8 d" s5 E 1 P: ]: b X1 q1 X8 h. }8 f　　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。2 ~; K) l1 \: M# ?9 Q ) q* _( ~' a2 U( ^) i. U 4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 0 {- Q* W: B1 y; ?9 _ ! J% t! ?: z. q　　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。) r5 y# q' n6 i3 ]) ]/ i ' f% a1 d3 k* S$ T 4.2 材料選擇 * | ~; |; G/ X0 D7 w + L; a$ I' C: N/ k4.2.1鋼管母材的選擇 " E& X2 i4 A* P, \$ `" w6 a1 b& H3 X/ }6 H8 B 　　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 G. N; I8 ]( \6 u5 I M. F ! E3 d M0 F R& u8 L* C; F表1 610U2及610F鋼化學(xué)成分(％) * O5 f2 m. g* _$ L+ X$ ^ - v5 f2 _+ k& C8 f. H) I 4.2.2 焊材的選擇 - e$ x' e+ l, t2 C( C; g$ ^# h. w 0 Y- m8 ]& k4 n: W" v1 h4 R$ H' K　　因工期較緊，在施工初期進(jìn)行工藝評定選擇焊材時(shí)，僅進(jìn)行了手工電弧焊的焊接工藝評定。評定合格后，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。! _$ G6 D* x8 |& s4 @( e 3 b2 r1 I$ K0 ^' X; y0 b 表3 焊條熔敷金屬化學(xué)成分(％) 0 u/ c2 C! N0 N R/ N 1 d# ?% t$ @8 `, q2 _) y 表4　焊條熔敷金屬力學(xué)性能* L* ^! W4 o$ b9 d + l- t9 R6 {& d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。9 t" T# q) N- ?) @9 k + d' ^) a8 J7 ]4 O' } 4.3 施工工藝 $ `" v/ E* N( G/ n7 W, ~9 F* d$ |- {# ?5 O0 O 1 | }, `1 I! O　　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)。 8 n7 S' _" `) r1 Z9 w! N' o; a% ], B 4.3.1 加強(qiáng)鋼管制安過程控制5 y& s' c% t0 } + h1 F6 {' E4 J( E5 n 　　(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。# [% {8 D: N, w# G: Y i m9 z$ U; k# @4 @　　(2)工地環(huán)縫壓縫時(shí)，保持環(huán)縫組對間隙基本一致，避免局部區(qū)域壓縫內(nèi)應(yīng)力偏大。. a/ j$ a+ M* R! t ) [8 h. M. N* k7 i　　(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名焊工對稱分段退步焊，要求對稱部位的焊工焊接參數(shù)基本一致。& h" o% M+ n( H( I2 u" M% ` R; t ! } _0 W# K: Q+ g2 P 4.3.2 加強(qiáng)鋼管焊接過程控制 ) A9 ~) }" Q$ f. L1 A$ ]* j1 C# a 1 Y: W1 H9 X: Q9 ~* Z; \' C　　(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 j/ o" Z0 p' t; _/ D/ o+ i : O! T5 i$ v% B2 B9 a' c f　　(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。 * _8 B" m4 ]9 z: D0 F4 L5 h' Q- ^: Z" f2 p* L4 X% A3 H# Z 　　(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℃。尤其對于δ=60mm高強(qiáng)鋼焊縫，必須保證預(yù)熱溫度為50℃～100℃。 ' o1 U" X8 }% y7 Q # S" p# z- K4 \4 v　　(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。2 a* B$ [5 X* Y1 h! c% m& o : {# ]+ Z) @& x$ E- a 　　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。 5 a1 I% j% l# ~8 z- m + X6 B; U7 X6 v& q( j; b; F: c$ P# t/ W# h3 [5 結(jié)論 % n' G0 x! D8 m ' a+ m. R8 R0 ~2 g　　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)。 Y+ L3 e. { H0 E3 g& O8 p 8 i8 r4 X3 K/ j5 h9 i
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的焊接工藝評定來處理,我沒有做過你說的這種焊接.4 D1 b: I  T. \. Y9 Z
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?
0 E: ^0 G1 S, x) W1 l% p  ^7 q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" z7 L% u% }7 A% c, `
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℃
" E8 I& f9 g% ?道間溫度控制在280－320℃之間3 C4 Z' t- U$ m
建議TIG打底焊，管內(nèi)充氬保護(hù)



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