浙江至德鋼業有限公司為(wei)了防止和(he)(he)減少HK-40爐管焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)在焊接(jie)(jie)和(he)(he)高溫長期服(fu)役(yi)時產生裂(lie)紋，應采取下列措施(shi)。
一(yi)、冶金措施
正確選用合適的焊(han)接(jie)材料要(yao)確保(bao)三個(ge)條件：①. 焊(han)縫金(jin)屬中雜質含量少，焊(han)接(jie)過程中不(bu)易產生熱裂紋；②. 在σ相(xiang)析出溫(wen)度區段（650～900℃）長期(qi)服(fu)役(yi)(yi)過程中，焊(han)縫金(jin)屬局部不(bu)會析出σ相(xiang)；③. 同時(shi)在高溫(wen)服(fu)役(yi)(yi)過程中，焊(han)接(jie)接(jie)頭的蠕變斷裂強度不(bu)低于鑄態爐管(guan)(guan)，從而(er)避免爐管(guan)(guan)的損壞發生在焊(han)接(jie)接(jie)頭上。選用這種焊(han)接(jie)材料，能確保(bao)爐管(guan)(guan)的焊(han)接(jie)性和保(bao)持(chi)高溫(wen)長期(qi)服(fu)役(yi)(yi)過程中的穩(wen)定性。
用于HK-40爐管(guan)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料見表4-64。其中(zhong)(zhong)TGS-310HSA 實芯焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)具有(you)良(liang)好(hao)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)性(xing)，同時(shi)也基本具備了(le)HK-40爐管(guan)在高(gao)溫長(chang)期(qi)服役過程(cheng)所(suo)需要(yao)的(de)蠕(ru)(ru)變斷裂(lie)(lie)強(qiang)度(du)。該焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)中(zhong)(zhong)的(de)鎳含量較高(gao)［w（Ni）≥24％］，所(suo)焊(han)(han)(han)(han)成的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)在650～900℃溫度(du)范圍內長(chang)期(qi)服役不會有(you)局部(bu)σ相析出。該焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)所(suo)得的(de)全焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)（熔敷(fu)金(jin)(jin)屬(shu)）在高(gao)溫試驗的(de)蠕(ru)(ru)變斷裂(lie)(lie)強(qiang)度(du)與鑄態(tai)HK-40爐管(guan)的(de)比較，如圖(tu)(tu)4-25所(suo)示(shi)。從圖(tu)(tu)中(zhong)(zhong)可以看出，當斷裂(lie)(lie)時(shi)間相同時(shi)，熔敷(fu)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)蠕(ru)(ru)變斷裂(lie)(lie)強(qiang)度(du)高(gao)于爐管(guan)。用這種焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)焊(han)(han)(han)(han)成的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭進行了(le)蠕(ru)(ru)變斷裂(lie)(lie)強(qiang)度(du)試驗，結果(guo)如圖(tu)(tu)4-26所(suo)示(shi)，所(suo)有(you)的(de)試樣均斷裂(lie)(lie)于基本金(jin)(jin)屬(shu)上。這類高(gao)合金(jin)(jin)材(cai)料焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)的(de)硫和(he)磷含量很(hen)低，對提高(gao)焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬(shu)抗裂(lie)(lie)性(xing)是有(you)益的(de)。
HP系列(lie)鑄造爐管焊接(jie)時(shi)使用的焊絲(si)牌號及化學成(cheng)分(fen)見表(biao)4-65。從表(biao)4-64和表(biao)4-65中可(ke)以(yi)看出，焊絲(si)的基本(ben)化學成(cheng)分(fen)與被焊爐管的化學成(cheng)分(fen)基本(ben)相同。
二(er)、工(gong)藝措施
1. 焊(han)接(jie)方法的選擇
鑄(zhu)造耐熱不銹鋼(gang)爐(lu)管(guan)的(de)焊(han)接(jie)可以(yi)采(cai)用(yong)鎢極(ji)氬弧焊(han)或用(yong)鎢極(ji)氬弧焊(han)打(da)底，焊(han)條電弧焊(han)蓋面的(de)焊(han)接(jie)方(fang)(fang)法；也(ye)可以(yi)采(cai)用(yong)熔化(hua)極(ji)氬弧焊(han)的(de)焊(han)接(jie)方(fang)(fang)法。在熔化(hua)極(ji)氬弧焊(han)中(zhong)，有一種(zhong)低輸入窄間隙焊(han)接(jie)方(fang)(fang)法，在爐(lu)管(guan)焊(han)接(jie)中(zhong)已得到推廣(guang)使用(yong)。
低(di)熱輸入窄間(jian)隙(xi)焊(han)，是采用(yong)細直徑焊(han)絲（0.9～1.2mm），小的(de)焊(han)接(jie)(jie)參(can)數和快的(de)焊(han)接(jie)(jie)速度進行(xing)施焊(han)；在(zai)厚板或厚壁爐管(guan)進行(xing)對(dui)接(jie)(jie)焊(han)時，焊(han)前在(zai)待焊(han)處不(bu)開坡口(kou)或開小角度坡口(kou)，并留有窄而(er)深的(de)間(jian)隙(xi)，采用(yong)氣體保(bao)護(hu)焊(han)多層焊(han)完成整條(tiao)焊(han)縫。由于(yu)焊(han)接(jie)(jie)坡口(kou)狹窄，可以(yi)減少(shao)焊(han)接(jie)(jie)材料的(de)消耗和節省能源，在(zai)保(bao)證優質(zhi)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)前提下(xia)，可降低(di)焊(han)接(jie)(jie)成本(ben)，是一種(zhong)高效率(lv)的(de)焊(han)接(jie)(jie)方法(fa)。這種(zhong)焊(han)接(jie)(jie)方法(fa)還有以(yi)下(xia)優點(dian)：
①. 低熱輸(shu)人(ren)窄間隙采用(yong)多道焊(han)完成(cheng)，每道焊(han)縫(feng)的熱輸(shu)入很(hen)小，所以焊(han)縫(feng)金屬的晶粒細(xi)小，焊(han)接接頭韌性好，還(huan)不易產生裂紋；
②. 由于熱(re)輸入小(xiao)(xiao)，因而熱(re)影響區窄，一(yi)般只有1.2mm寬，晶粒長大區不(bu)超過0.8mm，所以(yi)焊接變形(xing)量小(xiao)(xiao)，焊接殘余應力(li)也小(xiao)(xiao)。由于焊接應力(li)應變本身也是(shi)一(yi)種(zhong)可積累的蠕變損傷，所以(yi)形(xing)成了(le)焊接應變和殘余應力(li)小(xiao)(xiao)的焊接接頭，提高了(le)抗蠕變的能力(li)，同時對防止(zhi)應力(li)腐蝕裂紋也是(shi)有利的；
③. 母(mu)材熔入(ru)焊縫(feng)(feng)金屬(shu)的分量較少，使(shi)焊縫(feng)(feng)金屬(shu)熔合(he)比(bi)小，不(bu)會因為焊縫(feng)(feng)金屬(shu)成分不(bu)均(jun)勻而產生局部σ相析出。
鑄(zhu)造耐熱不(bu)銹鋼爐(lu)管，目前仍常用鎢極(ji)氬弧焊進(jin)行施焊。
2. 坡口的選(xuan)擇和準備(bei)
由于焊(han)接材(cai)料的(de)(de)(de)化學成分優于爐(lu)管(guan)(guan)本體，希(xi)望爐(lu)管(guan)(guan)材(cai)料在焊(han)縫金屬(shu)所(suo)占分量(liang)越(yue)少越(yue)好。這樣能提(ti)高(gao)焊(han)縫金屬(shu)抗裂性(xing)，還可以使焊(han)縫金屬(shu)局部(bu)σ相析(xi)出量(liang)減(jian)少，并能提(ti)高(gao)高(gao)溫蠕裂強度，延(yan)長爐(lu)管(guan)(guan)的(de)(de)(de)服役壽命。爐(lu)管(guan)(guan)對接焊(han)時常用的(de)(de)(de)坡口(kou)形(xing)式如(ru)圖4-27所(suo)示(shi)。圖4-27a所(suo)示(shi)為低熱輸(shu)入窄間(jian)隙(xi)焊(han)的(de)(de)(de)坡口(kou)形(xing)式，圖4-27b為鎢極(ji)氬弧焊(han)的(de)(de)(de)坡口(kou)形(xing)式。
無論選用何種(zhong)焊接方(fang)法(fa)，采用哪(na)種(zhong)坡(po)口形式，底層均(jun)為氬弧焊不(bu)加填(tian)充焊絲的封底焊。坡(po)口金屬(shu)必(bi)須徹(che)底打磨(mo)干凈，不(bu)留(liu)任何鑄(zhu)造缺陷(xian)、冶金缺陷(xian)或外(wai)來污物。
3. 焊接工(gong)藝
a. 施焊以前(qian)，爐(lu)管的待(dai)焊處和焊絲(si)要(yao)認(ren)真清理，去(qu)除油污，保持干凈。
b. 避(bi)免強力組對裝(zhuang)(zhuang)配，減少焊接裝(zhuang)(zhuang)配應力。
c. 爐管(guan)定位焊后(hou)，管(guan)內(nei)(nei)要充氬氣(qi)進(jin)行內(nei)(nei)保護，防止焊縫背(bei)面(mian)氧化(hua)。
d. 采用鎢極氬弧焊(han)(han)時，要選(xuan)擇合理的焊(han)(han)接次序來降低(di)焊(han)(han)接應(ying)力，多層焊(han)(han)時，要等第一(yi)層焊(han)(han)縫冷卻后，再焊(han)(han)下一(yi)層焊(han)(han)縫，避免(mian)焊(han)(han)縫過熱(re)，防止晶(jing)粒(li)粗大。
e. 多層焊時，各層的焊接(jie)收弧處要相互錯(cuo)開(kai)，避免(mian)弧坑中缺(que)陷(xian)重疊(die)而降(jiang)低焊接(jie)接(jie)頭的力(li)學性能。
f. 焊接結束或(huo)中斷時，要采取電(dian)流衰減收弧法，同時要填滿(man)弧坑(keng)，防止弧坑(keng)裂紋的(de)形成。
