[發明專利]一種先進超超臨界鍋爐用異種材料管材的焊接方法

在審

• 申請號: 201711434499.7
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108161184A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 刁旺戰;王萍;歐海燕;徐祥久;陳肇宇;趙衛君;張亞奇;孫偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱鍋爐廠有限責任公司
• 主分類號: B23K9/167
• 分類號: B23K9/167;B23K9/23;B23K9/235;B23K9/32;B23K35/30;B23K101/06
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 張月

一種先進超超臨界鍋爐用異種材料管材的焊接方法，屬于鍋爐用異種材料管材焊接領域，其技術要點包括以下步驟：a、焊前準備；b、焊接材料準備；c、對兩根管子的焊接接頭進行預熱；d、焊接過程中采用水冷裝置進行噴淋冷卻的方式進行層間溫度控制；e、焊后檢驗，焊接完成后按標準對焊接接頭進行檢驗。本發明將兩個異種材料管材進行焊接時，選擇鎳基合金作填充材料，在熱絲機械鎢極氬弧焊過程中可通過采用水冷裝置進行噴淋冷卻的方式進行層間溫度控制，保證了焊接質量又不會影響焊接效率，根據材料本身的化學成分和組織力學性能等確定焊后是否需要進行熱處理和如何選擇焊后熱處理制度，解決了先進超超臨界鍋爐用候選材料之間的異種材料焊接難題。

技術領域：

本發明涉及先進超超臨界鍋爐用異種材料管材加工領域，具體涉及一種先進超超臨界鍋爐用異種材料管材的焊接方法。

背景技術：

由于固溶強化鎳基合金、鎳鐵基合金、時效強化鎳基合金、馬氏體耐熱鋼及新型奧氏體不銹鋼均具有優良的高溫力學性能，耐腐蝕性能，故常用來作為先進超超臨界鍋爐用候選材料。在先進超超臨界鍋爐所用的部件中常常會存在應用上述材料所進行的異種材料小口徑管子的焊接。但這些材料由于化學成分、力學性能和熱處理方式的不同，導致異種材料管材在焊接時存在較大的困難，若焊接工藝控制不當，則極易產生裂紋、未熔合、未焊透的缺陷，同時異種材料焊接時還存在熱處理制度不兼容等問題。而目前，國內外還沒有這些材料的異種材料管材的焊接工藝，因此開發異種材料管材的焊接工藝對解決類似異種馬氏體耐熱鋼、新型奧氏體不銹鋼、鎳基合金的焊接問題具有極大的參考和借鑒意義。

發明內容：

本發明的目的是提供一種先進超超臨界鍋爐用異種材料管材的焊接方法，解決了超超臨界鍋爐用候選異種材料焊接的難題，同時對其他異種材料管材進行焊接時的焊材選擇及焊接工藝控制具有借鑒意義。

本發明的鍋爐用異種材料管材的焊接方法，為實現上述目的所采用的技術方案在于，包括以下步驟：

a、焊前準備：制備坡口，將手工鎢極氬弧焊和熱絲機械焊的坡口加工成V型，并對坡口及其內外壁兩側用丙酮進行清理，去除水、油等污物，之后將兩根需要焊接的管子進行對口裝配，手工鎢極氬弧焊時對口間隙為2-3mm，熱絲機械鎢極氬弧焊時坡口間隙為0-0.5mm；

b、焊接材料準備：采用手工鎢極氬弧焊時，選用成分滿足ASME SFA5.14標準的直徑為φ2.4的ERNiCrCoMo-1高溫鎳基合金條狀焊絲；采用熱絲機械鎢極氬弧焊進行焊接時，選用成分滿足ASME SFA5.14標準的直徑為φ1.0的ERNiCrCoMo-1高溫鎳基合金條狀焊絲；

c、對兩根管子的焊接接頭部位進行預熱，當室溫低于10℃時，焊前需要對兩根管子的焊接接頭兩側母材不少于200mm的區域進行預熱；

d、焊接過程中采用水冷裝置進行噴淋冷卻的方式進行層間溫度控制；

e、焊后檢驗，焊接完成后按JB/T 4730標準對焊接接頭進行100％RT檢驗。

作為本發明的進一步改進，所述兩種管材的材質為Alloy617B固溶強化鎳基合金和GH984G鎳鐵基合金。

作為本發明的進一步改進，所述兩種管材的材質為Alloy617B固溶強化鎳基合金和HAYNES 282時效強化鎳基合金。

作為本發明的進一步改進，所述兩種管材的材質為Alloy617B固溶強化鎳基合金和Inconel 740H時效強化鎳基合金。

作為本發明的進一步改進，所述兩種管材的材質為Alloy617B固溶強化鎳基合金和SA-213T92馬氏體耐熱鋼。

作為本發明的進一步改進，所述兩種管材的材質為Alloy617B固溶強化鎳基合金和UNS S31035新型奧氏體不銹鋼。