浙江至德鋼業有限(xian)公司為了防止和減少HK-40爐管焊接接頭在焊接和高溫長期服役時產生裂紋，應采取下(xia)列(lie)措施。

一、冶金措施

  正(zheng)確選用合(he)適的焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)材料(liao)要確保三個條件：①. 焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu)中雜質含量(liang)少，焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)過程(cheng)中不(bu)易產生熱裂(lie)紋(wen)；②. 在σ相析出溫(wen)度(du)區段（650～900℃）長期(qi)服(fu)役(yi)過程(cheng)中，焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu)局部(bu)不(bu)會析出σ相；③. 同時在高溫(wen)服(fu)役(yi)過程(cheng)中，焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)的蠕(ru)變斷(duan)裂(lie)強(qiang)度(du)不(bu)低(di)于鑄態爐管，從(cong)而(er)避免(mian)爐管的損(sun)壞(huai)發(fa)生在焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)上。選用這種焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)材料(liao)，能確保爐管的焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)性和保持高溫(wen)長期(qi)服(fu)役(yi)過程(cheng)中的穩定性。

  用于(yu)HK-40爐(lu)(lu)管焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料見表4-64。其中(zhong)TGS-310HSA 實芯(xin)焊(han)(han)絲(si)(si)具有(you)良(liang)好的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)性，同時也基本具備了HK-40爐(lu)(lu)管在高(gao)溫長期(qi)服役過(guo)程所需要的(de)(de)蠕(ru)(ru)變斷(duan)裂(lie)(lie)強(qiang)(qiang)度。該焊(han)(han)絲(si)(si)中(zhong)的(de)(de)鎳含量(liang)(liang)較高(gao)［w（Ni）≥24％］，所焊(han)(han)成(cheng)的(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)在650～900℃溫度范圍(wei)內長期(qi)服役不會有(you)局部σ相析出。該焊(han)(han)絲(si)(si)所得的(de)(de)全焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)（熔敷(fu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)）在高(gao)溫試驗的(de)(de)蠕(ru)(ru)變斷(duan)裂(lie)(lie)強(qiang)(qiang)度與(yu)鑄態HK-40爐(lu)(lu)管的(de)(de)比(bi)較，如圖4-25所示。從圖中(zhong)可以看出，當斷(duan)裂(lie)(lie)時間相同時，熔敷(fu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)蠕(ru)(ru)變斷(duan)裂(lie)(lie)強(qiang)(qiang)度高(gao)于(yu)爐(lu)(lu)管。用這(zhe)種焊(han)(han)絲(si)(si)焊(han)(han)成(cheng)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭進(jin)行了蠕(ru)(ru)變斷(duan)裂(lie)(lie)強(qiang)(qiang)度試驗，結果如圖4-26所示，所有(you)的(de)(de)試樣均(jun)斷(duan)裂(lie)(lie)于(yu)基本金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)上。這(zhe)類高(gao)合金(jin)材料焊(han)(han)絲(si)(si)的(de)(de)硫和(he)磷含量(liang)(liang)很(hen)低，對(dui)提高(gao)焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)抗裂(lie)(lie)性是(shi)有(you)益的(de)(de)。

 HP系列鑄造爐(lu)管焊接時使用的(de)焊絲牌號及化學成分見表(biao)(biao)4-65。從表(biao)(biao)4-64和表(biao)(biao)4-65中可以看出，焊絲的(de)基(ji)本(ben)化學成分與被焊爐(lu)管的(de)化學成分基(ji)本(ben)相(xiang)同(tong)。

二(er)、工藝措施

  1. 焊接(jie)方法(fa)的(de)選(xuan)擇 

   鑄造耐熱不銹鋼(gang)爐管的焊(han)接(jie)可以采(cai)用鎢(wu)極氬(ya)弧焊(han)或用鎢(wu)極氬(ya)弧焊(han)打底，焊(han)條電弧焊(han)蓋面的焊(han)接(jie)方法(fa)；也可以采(cai)用熔化極氬(ya)弧焊(han)的焊(han)接(jie)方法(fa)。在(zai)熔化極氬(ya)弧焊(han)中，有一種低輸入窄間隙焊(han)接(jie)方法(fa)，在(zai)爐管焊(han)接(jie)中已(yi)得(de)到推廣使(shi)用。

   低熱輸入(ru)窄(zhai)間隙(xi)焊(han)(han)(han)，是采用細(xi)直徑焊(han)(han)(han)絲（0.9～1.2mm），小的焊(han)(han)(han)接(jie)參數和(he)快的焊(han)(han)(han)接(jie)速度(du)進行(xing)施焊(han)(han)(han)；在厚(hou)板或(huo)厚(hou)壁爐管進行(xing)對接(jie)焊(han)(han)(han)時，焊(han)(han)(han)前(qian)在待焊(han)(han)(han)處不(bu)開坡口(kou)或(huo)開小角度(du)坡口(kou)，并留有窄(zhai)而深的間隙(xi)，采用氣體(ti)保(bao)護焊(han)(han)(han)多層(ceng)焊(han)(han)(han)完成(cheng)整條焊(han)(han)(han)縫。由于焊(han)(han)(han)接(jie)坡口(kou)狹窄(zhai)，可(ke)以減少(shao)焊(han)(han)(han)接(jie)材料的消(xiao)耗和(he)節省能(neng)源(yuan)，在保(bao)證優(you)質(zhi)焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的前(qian)提(ti)下，可(ke)降低焊(han)(han)(han)接(jie)成(cheng)本(ben)，是一(yi)種高效率(lv)的焊(han)(han)(han)接(jie)方法(fa)。這種焊(han)(han)(han)接(jie)方法(fa)還有以下優(you)點：

   ①. 低熱輸(shu)人窄間隙采用多道焊(han)(han)完成，每道焊(han)(han)縫(feng)的熱輸(shu)入很小(xiao)，所以焊(han)(han)縫(feng)金屬的晶粒(li)細小(xiao)，焊(han)(han)接接頭韌(ren)性好，還不易產生裂紋；

   ②. 由于熱輸入小(xiao)，因(yin)而熱影(ying)響區窄(zhai)，一般(ban)只有(you)1.2mm寬，晶(jing)粒長大區不超過(guo)0.8mm，所(suo)以焊(han)接(jie)(jie)變(bian)形量(liang)小(xiao)，焊(han)接(jie)(jie)殘余(yu)應力(li)(li)也小(xiao)。由于焊(han)接(jie)(jie)應力(li)(li)應變(bian)本身(shen)也是(shi)一種可積(ji)累的蠕變(bian)損(sun)傷(shang)，所(suo)以形成了(le)焊(han)接(jie)(jie)應變(bian)和(he)殘余(yu)應力(li)(li)小(xiao)的焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭，提高了(le)抗蠕變(bian)的能力(li)(li)，同時對防(fang)止應力(li)(li)腐蝕裂(lie)紋也是(shi)有(you)利的；

   ③. 母材熔入(ru)焊縫金(jin)屬(shu)的分量較少，使焊縫金(jin)屬(shu)熔合比(bi)小，不會因為焊縫金(jin)屬(shu)成分不均(jun)勻而產生局部σ相析出。

   鑄造耐(nai)熱不銹鋼爐管，目前仍常用鎢極氬(ya)弧焊(han)進行(xing)施(shi)焊(han)。

 2. 坡口的選(xuan)擇和準備 

   由于(yu)焊(han)接材(cai)料的化學(xue)成分優于(yu)爐(lu)管本體(ti)，希望爐(lu)管材(cai)料在(zai)焊(han)縫(feng)金(jin)屬所(suo)(suo)占分量越少越好(hao)。這樣能(neng)提高(gao)(gao)焊(han)縫(feng)金(jin)屬抗裂(lie)性，還可以(yi)使焊(han)縫(feng)金(jin)屬局部σ相析(xi)出(chu)量減(jian)少，并能(neng)提高(gao)(gao)高(gao)(gao)溫蠕裂(lie)強度，延長爐(lu)管的服役壽(shou)命。爐(lu)管對(dui)接焊(han)時(shi)常用的坡(po)口形(xing)式如圖(tu)4-27所(suo)(suo)示(shi)。圖(tu)4-27a所(suo)(suo)示(shi)為低(di)熱輸入(ru)窄間隙焊(han)的坡(po)口形(xing)式，圖(tu)4-27b為鎢極氬弧(hu)焊(han)的坡(po)口形(xing)式。

  無(wu)論選用何種焊接(jie)方法，采用哪種坡口形式，底層(ceng)均為(wei)氬弧焊不加(jia)填(tian)充(chong)焊絲(si)的封底焊。坡口金屬(shu)必須徹底打(da)磨(mo)干凈，不留任(ren)何鑄造(zao)缺(que)陷、冶金缺(que)陷或外來污物。

 3. 焊接工(gong)藝

   a. 施(shi)焊以前，爐管(guan)的(de)待焊處和焊絲要認真(zhen)清理，去除油(you)污，保(bao)持干凈。

   b. 避(bi)免強力(li)組對裝配，減少(shao)焊接裝配應力(li)。

   c. 爐管(guan)定位焊后，管(guan)內要充氬氣進行內保護(hu)，防止(zhi)焊縫(feng)背面(mian)氧化。

   d. 采用(yong)鎢極氬(ya)弧焊(han)(han)時，要選擇合理(li)的焊(han)(han)接次(ci)序(xu)來降低(di)焊(han)(han)接應力，多層焊(han)(han)時，要等(deng)第一層焊(han)(han)縫(feng)冷卻(que)后，再焊(han)(han)下一層焊(han)(han)縫(feng)，避(bi)免焊(han)(han)縫(feng)過(guo)熱(re)，防止晶(jing)粒粗大。

   e. 多層焊(han)時，各層的焊(han)接(jie)收弧處要相(xiang)互錯開，避免弧坑中(zhong)缺陷重疊而(er)降(jiang)低焊(han)接(jie)接(jie)頭的力學性能。

   f. 焊接(jie)結束(shu)或中斷(duan)時，要(yao)采取電流衰減收弧法，同時要(yao)填(tian)滿弧坑(keng)，防止(zhi)弧坑(keng)裂紋的(de)形成。