[發(fā)明專利]一種基于殘余應(yīng)力調(diào)控的大型容器耐蝕層寬帶極堆焊方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810328525.6
• 申請(qǐng)日: 2018-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN108356397B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣文春;王昊天;谷杰;涂善東;張顯程;凌祥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): B23K9/235
• 分類號(hào): B23K9/235;B23K9/04;B23K9/32;B23K9/24
• 代理公司: 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專利代理有限公司 37252
• 代理人: 邵朋程

本發(fā)明公開一種基于殘余應(yīng)力調(diào)控的大型容器耐蝕層寬帶極堆焊方法，該方法是在一般方法的基礎(chǔ)上，加入對(duì)殘余應(yīng)力調(diào)控的考慮，為降低殘余應(yīng)力對(duì)反應(yīng)器內(nèi)表面、過渡層以及耐腐蝕層的影響，再與實(shí)際條件結(jié)合，選擇了100mm寬度的帶極，150℃的預(yù)熱溫度以及670℃*6h的焊后熱處理?xiàng)l件；在較大帶極寬度的情況下，加入磁控裝置，并給出合適的磁控裝置臨界電流，從而抵消了了磁收縮效應(yīng)，促進(jìn)了熔融態(tài)與固態(tài)金屬混合物的均勻流動(dòng)，改善了咬邊現(xiàn)象，進(jìn)一步減少了殘余應(yīng)力產(chǎn)生的影響。與傳統(tǒng)方法相比，該方法顯著降低了焊后殘余應(yīng)力，從而提高了焊接質(zhì)量和腐蝕層的強(qiáng)度，不但保留了較高的堆焊效率，而且提高了反應(yīng)器的安全性與耐用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵材料焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于殘余應(yīng)力調(diào)控對(duì)12Cr2Mo1R(H)這種大型容器用鋼內(nèi)壁堆焊異種材料腐蝕層的焊接方法。

背景技術(shù)

大型上流式加氫反應(yīng)器多用于各種石油煉化的反應(yīng)過程，容器中介質(zhì)的腐蝕性強(qiáng)，因此，容器的內(nèi)壁需要堆焊耐腐蝕層。如果耐腐蝕層發(fā)生脫落或者開裂，反應(yīng)器的壽命將會(huì)大大降低，因此發(fā)生的停產(chǎn)以及泄露等一系列后果，不僅危害工人的安全，而且會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響了企業(yè)的效益。

工程中多采用帶極電流堆焊的方法進(jìn)行耐腐蝕層的焊接。帶極電流堆焊利用導(dǎo)電熔渣的電阻熱將母材與焊帶融化，從而在母材表面進(jìn)行堆焊。與傳統(tǒng)方法相比，帶極堆焊具有更高的熔敷率，更低的焊劑消耗，更優(yōu)良的焊層質(zhì)量以及更高的堆焊速度。

然而，現(xiàn)有的帶極電流堆焊方法對(duì)焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力考慮較少。由于高度集中的瞬時(shí)熱輸入，在焊接后將產(chǎn)生相當(dāng)大的焊接殘余應(yīng)力。焊接殘余應(yīng)力和焊接變形會(huì)嚴(yán)重影響制造過程本身和焊接結(jié)構(gòu)的使用性能，焊接殘余應(yīng)力可能引起結(jié)構(gòu)的脆性斷裂，拉伸殘余應(yīng)力會(huì)降低疲勞強(qiáng)度和腐蝕抗力，壓縮殘余應(yīng)力會(huì)減小穩(wěn)定性極限。可以看出，焊接殘余應(yīng)力是焊件變形和開裂等工藝缺陷的主要原因。

因此，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣頊p小焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生的的不利影響。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種基于殘余應(yīng)力調(diào)控的大型容器耐蝕層寬帶極堆焊方法，該方法在傳統(tǒng)帶極電流堆焊工藝的基礎(chǔ)上，加入了對(duì)殘余應(yīng)力調(diào)控的考慮，在保證焊接效率的情況下有效的降低了殘余應(yīng)力的影響，提高了設(shè)備的安全性。

本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是：

一種基于殘余應(yīng)力調(diào)控的大型容器耐蝕層寬帶極堆焊方法，包括以下步驟：

(1)反應(yīng)器內(nèi)壁表面預(yù)處理

去除反應(yīng)器內(nèi)壁表面的油銹，并進(jìn)行打磨處理；

(2)焊前預(yù)熱

在反應(yīng)器外壁與地面之間安裝火焰加熱炬，并將加熱速度控制在50℃/h，待溫度提升至150℃后進(jìn)行保溫；

(3)帶極寬度選擇

選擇100mm的帶極寬度；

(4)堆焊過渡層

過渡層的焊接工藝為：焊接電流的類型采用直流反接，焊接電流1650-1850A，電弧電壓28-30V，帶極尺寸為0.5×100mm；焊接速度控制在230-240mm/min，以將堆焊層厚度控制在3.2-3.8mm，搭接量控制在5-10mm，層間溫度控制在120-250℃，焊接過程中，焊帶遞送速度為300-320mm/min；

同時(shí)施加磁場(chǎng)進(jìn)行調(diào)控，具體是：在熔融金屬的兩側(cè)施加磁場(chǎng)，以抵消磁收縮效應(yīng)產(chǎn)生的熔融金屬聚集現(xiàn)象，從而改善了咬邊的現(xiàn)象；

(5)堆焊耐腐蝕層