[發明專利]一種異種鋼焊接接頭

在審

• 申請號: 202011330472.5
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112589333A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 諶康;蔡文河;陳鑫;郭德瑞;劉長福;張坤;董樹青;杜雙明
• 申請（專利權）人: 中國大唐集團科學技術研究院有限公司火力發電技術研究院
• 主分類號: B23K37/02
• 分類號: B23K37/02;B23K37/00
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 鄭海

本發明屬于焊接工藝技術領域，尤其涉及一種異種鋼焊接接頭，包括鐵素體和奧氏體，鐵素體與奧氏體之間的焊縫的坡口角度為30°，鐵素體與奧氏體焊縫部位及其延伸部位的內外壁均通過滲鋁工藝處理。通過本發明降低了服役焊接接頭低合金鋼母材側熔合線部位的應變，提高了異種鋼焊接接頭抗氧化性能，將氧化作用和應變作用削弱。另外，通過本發明有效將氧化和應變的交互作用分離，從而避免在異種鋼焊接接頭低合金鋼側熔合線部位產生氧化缺口，可大大降低異種鋼焊接接頭失效概率，有效預防異種鋼焊接接頭的早期開裂。

技術領域

本發明屬于焊接工藝技術領域，尤其涉及一種異種鋼焊接接頭。

背景技術

近年來，隨著電站鍋爐進入超臨界、超超臨界時代，鍋爐高溫部件鐵素體/奧氏體異種鋼焊接接頭越來越多，國內外多次發生異種鋼接頭低于設計壽命的早期失效事故，導致整個機組被迫停機而造成巨大經濟損失。異種鋼接頭早期失效存在時間跨度大、常規探傷方法難于檢出等問題，因此難于制定監督對策。如圖1所示，通過對多臺機組不同運行參數、不同失效時間、不同材料的異種鋼接頭進行深入分析和研究，發生早期失效的異種鋼接頭斷裂位置均位于熔合線界面處，起源于鐵素體鋼(低合金鋼)側熔合線部位的氧化尖缺口，在內外壁均有發生。另外，如圖2所示，受異種鋼接頭結構的影響，低合金鋼側熔合線部位存在較大的應變。低合金鋼母材側熔合線部位服役過程中的氧化和蠕應變的交互作用，加速了異種鋼管焊接接頭的早期失效。為預防異種鋼接頭早期失效的發生，設計了一種異種鋼焊接接頭。

發明內容

本發明提供一種異種鋼焊接接頭，目的在于預防異種鋼接頭早期失效的發生。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種異種鋼焊接接頭，包括鐵素體和奧氏體，鐵素體與奧氏體之間的焊縫的坡口角度為30°。

進一步地，鐵素體與奧氏體的焊縫及其延伸部位的內外壁均通過滲鋁工藝處理。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

本發明提供的異種鋼焊接接頭，包括鐵素體和奧氏體，鐵素體與奧氏體之間的焊縫的坡口角度為30°，鐵素體與奧氏體的內外壁及焊縫部位均通過滲鋁處理。通過有限元應力分析，坡口角度在30°時，異種鋼接頭低合金鋼母材側熔合線部位的蠕應變減小，從而降低了低合金鋼母材側熔合線部位的蠕應變。鐵素體與奧氏體焊縫及其延伸部位的內外壁均通過滲鋁處理，可以很好地改善異種鋼焊接接頭低合金鋼側熔合線部位的抗氧化性能，避免接頭低合金鋼側熔合線部位在運行時產生氧化缺口，減少低合金鋼側熔合線部位開裂因素。

導致異種鋼焊接接頭失效的兩個主要因素均發生在低合金鋼母材側熔合線部位。通過本發明降低了低合金鋼母材側熔合線部位的應變，提高了異種鋼焊接接頭管內外壁抗氧化性能，將氧化作用和應變作用削弱。另外，通過本發明將氧化和應變的交互作用分離，從而有效避免在異種鋼焊接接頭低合金鋼側熔合線部位產生氧化缺口，可大大降低異種鋼焊接接頭失效概率，有效預防異種鋼接頭的早期開裂。

附圖說明

圖1為現有技術中異種鋼接頭低合金鋼側熔合線部位氧化缺口示意圖；

圖2為異種鋼焊接接頭低合金鋼側熔合線部位背散射分析示意圖；

圖3為異種鋼焊接接頭的坡口角度示意圖；

圖4為異種鋼焊接接頭的滲鋁結構示意圖。

其中：1-鐵素體；2-奧氏體；3-滲鋁層。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。