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1、10申请公布号CN104191074A43申请公布日20141210CN104191074A21申请号201410460736722申请日20140911B23K9/23200601B23K9/235200601B23K9/167200601B23K35/3020060171申请人兰州西固热电有限责任公司地址730060甘肃省兰州市西固区古浪路78号72发明人王沛王飞虎刘杰陈世炯戚晓东郝哲然岳潇刘君然陈蕾74专利代理机构北京振安创业专利代理有限责任公司11025代理人祁纯阳54发明名称一种异质奥氏体系钢材焊接方法57摘要本发明提供一种异质奥氏体系钢材焊接方法，其特征在于，包括一、选择高铬镍奥氏。
2、体不锈钢焊丝或镍基焊丝作为焊接材料；二、在备用管材的母材侧用步骤一中的焊接材料堆焊过渡层，并且过度层至少包括两层；三、找好备用管材与备用管材的焊接中心，通过电焊在步骤一中的焊接材料，备用管材与备用管材焊接在一起。选择的焊接材料符合备用管材的母材需求，而且焊缝材料的线膨胀系数介于备用管材与备用管材材料线膨胀系数之间；所以能够满足焊缝金属的抗热裂性能和焊接接头的高温性能。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图1页10申请公布号CN104191074ACN104191074A1/1页21一种异质奥氏体系钢材焊接方法，。
3、其特征在于，包括以下步骤一、选择高铬镍奥氏体不锈钢焊丝或镍基焊丝作为焊接材料；二、在备用管材的母材侧用步骤一中所述的焊接材料堆焊过渡层，并且过度层至少包括两层；三、找好备用管材与备用管材的焊接中心，通过电焊在步骤一中所述的焊接材料，所述备用管材与所述备用管材焊接在一起。2如权利要求1所述的异质奥氏体系钢材焊接方法，其特征在于，在步骤二之前还包括对所述备用管材的清洁步骤，其中清洁步骤之后，所述备用管材会露出金属光泽。3如权利要求1所述的异质奥氏体系钢材焊接方法，其特征在于，在步骤二之前还包括对所述备用管材的机械加工步骤；对所述备用管材的机械加工步骤包括将所述备用管材的开口加工成具有一敞开的开口，。
4、并且敞开的开口包括一个与所述备用管材轴线倾斜的斜面。4如权利要求3所述的异质奥氏体系钢材焊接方法，其特征在于，所述开口还包括一个与所述备用管材轴线平行的内壁，所述内壁与所述备用管材之间的间隙为1MM；所述斜面与所述备用管材轴线的夹角为35。5如权利要求1所述的异质奥氏体系钢材焊接方法，其特征在于，所述焊接材料为INCONEL82焊丝，所述INCONEL82焊丝包括质量组分为67的NI，01的C，30的MN，25的NB，05的SI，025的CU，20的CR，075的TI，002的S和P。6如权利要求1所述的异质奥氏体系钢材焊接方法，其特征在于，所述步骤三种的焊接方式为手工钨极氩弧焊；并且焊接电压。
5、范围为2025V，焊接电流为直流正接，电流大小为8090A，焊接速度为6080MM/MIN。7如权利要求6所述的异质奥氏体系钢材焊接方法，其特征在于，所述焊接方式中，第一层焊接速度为60MM/MIN，第二层焊接速度为80MM/MIN。8如权利要求1所述的异质奥氏体系钢材焊接方法，其特征在于，所述至少两个过度层的厚度都为23MM。权利要求书CN104191074A1/5页3一种异质奥氏体系钢材焊接方法技术领域0001本发明涉及一种钢材焊接技术领域，尤其涉及一种异质奥氏体系钢材焊接方法。背景技术0002奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含CR约18、NI810、C约01时，具有。
6、稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括18CR8NI钢和在此基础上增加CR、NI含量并加入MO、CU、SI、NB、TI等元素发展起来的高CRNI系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化，如加入S，CA，SE，TE等元素，则具有良好的易切削性。0003发电厂用的锅炉中，通常会选择将备用管材的材质选为1CR18NI9TI，其他管件材质一般选为备用管材材质选为P22、主蒸气管材质选为A335P91、主给水管材质选为WB36等等。备用管材座焊接接头属于异种钢焊接接头。由于两种材料的化学成分和金相组织存在很大的差异，而且物理性能差别较大，。
7、很容易出现大面积焊接缺陷，在运行过程中经常出现开裂现象，形成很大的安全隐患。0004例如0005在许多文献资料介绍中，P221CR18NI9TI的焊接可采用TIGR40，也可采用TGS347焊丝。但这两种工艺在使用过程中比不理想，二者都出现开裂现象。我们在现场处理类似问题时采用INCONEL182焊丝，效果比较好，也有5、6年的成功使用经验，可适用于生产现场。00061CR18NI9TI属奥氏体型不锈耐蚀钢，其具有较高的抗晶间腐蚀性能。在不同浓度，不同温度的一些有机酸和无机酸中、尤其是在氧化性介质中都有良好的耐腐蚀性能。这种钢经过热处理10501100在水中或空气中淬火后，呈单相奥氏体组织，在。
8、强磁场中不产生磁感应，该钢具有良好的耐腐蚀性和焊接性。热导率小,在600时热导率247/WMK,且线膨胀系数很大，在600时其线膨胀系数为182106/1，易于产生较大的焊接变形，易引起较大的焊接应力。由于导热系数小，在同样焊接电流下得到的焊缝熔深要比耐热钢的大。为了防止焊缝过热，焊接电流应合金耐热钢小1020左右，并且采用小直径焊丝。0007P221CR18NI9TI焊接时存在的问题0008P22属于CRMO低合金钢，1CR18NI9TI属于奥氏体不锈钢，CRMO低合金钢和奥氏体异种钢焊接，由于两种不同成分、不同晶体结构的金属互相混合，在其熔合线附近出现了化学成分、金相组织、机械性能和物理性。
9、能的不均匀性。由于这些不均匀性的存在，给接头的使用安全性造成很大的隐患。珠光体和奥氏体钢焊接时，存在以下主要问题00091物理性能的差异CRMO低合金钢和奥氏体钢的热膨胀系数20600奥氏体钢的线膨胀系数为185106/，CRMO低合金钢的线膨胀系数为125106/，相差50左右，在部件承受热循环影响时将会在熔合面处产生较高的热应力，这种高温应力也是造成界面形成焊接裂纹，造成破坏的主要原因。说明书CN104191074A2/5页400102合金元素的过渡00111在焊接过程中通过机械混合和液态的扩散是合金元素溶解。00122珠光体钢与奥氏体钢焊接时，形成过渡层将导致靠金熔合线的珠光体母材上形成。
10、脱C层而软化，在奥氏体钢焊缝的一侧则形成高硬度的黑色渗C层，造成该区抗蠕变能力、持久强度和塑性等的下降，造成接头的早期失效。00133焊接接头的界面应力焊接接头各区域，由于化学成分和金相组织不同，塑性和硬度韧性也不同，使残余应力分布不均匀，在热循环作用下易产生疲劳裂纹。发明内容0014为了解决上述技术问题，本发明提供一种能够焊接效果好，而且没有焊接裂纹的异质奥氏体系钢材焊接方法。0015本发明提供的技术方案是0016一种异质奥氏体系钢材焊接方法，包括以下步骤一、选择高铬镍奥氏体不锈钢焊丝或镍基焊丝作为焊接材料；二、在备用管材的母材侧用步骤一中的焊接材料堆焊过渡层，并且过度层至少包括两层；三、找。
11、好备用管材与备用管材的焊接中心，通过电焊在步骤一中的焊接材料，备用管材与备用管材焊接在一起。0017优选地，在步骤二之前还包括对备用管材的清洁步骤，其中清洁步骤之后，备用管材会露出金属光泽。0018优选地，在步骤二之前还包括对备用管材加工步骤；对备用管材的机械加工步骤包括将备用管材的开口加工成具有一敞开的开口，并且敞开的开口包括一个与备用管材轴线倾斜的斜面。0019优选地，上述开口还包括一个与备用管材轴线平行的内壁，内壁与备用管材之间的间隙为1MM；斜面与备用管材轴线的夹角为35。0020优选地，上述焊接材料为INCONEL82焊丝，所述INCONEL82焊丝包括质量组分为67的NI，01的C。
12、，30的MN，25的NB，05的SI，025的CU，20的CR，075的TI，002的S和P。0021优选地，步骤三种的焊接方式为手工钨极氩弧焊；并且焊接电压范围为2025V，焊接电流为直流正接，电流大小为8090A，焊接速度为6080MM/MIN。0022优选地，步骤三的焊接方式中，第一层焊接速度为60MM/MIN，第二层焊接速度为80MM/MIN。0023优选地，上述至少两个过度层的厚度都为23MM。0024采用上述优选的技术方案，选择的焊接材料符合备用管材的母材需求，而且焊缝材料的线膨胀系数介于备用管材与备用管材材料线膨胀系数之间；所以能够满足焊缝金属的抗热裂性能和焊接接头的高温性能；而。
13、且采用将焊接材料在备用管材的母材上堆焊一过度层，可以防止焊接过程中碳的迁移；上述采用的焊接材料，各项性能都能满足相关焊接标准的要求，能够保证设备的安全运行。0025采用上述优选的技术方案之后，可以有如下有益效果1、形成的焊接接头抗裂性能好。2、工艺稳定性、可靠性好。3、焊缝性能满足高温强度及高温运行工况需要。说明书CN104191074A3/5页5附图说明0026图1为本发明实施例提供的一种异质奥氏体系钢材焊接方法的流程图；0027图2为本发明实施例提供的一种备用管材与备用管材的局部结构示意图；0028图3本发明实施例提供的一种备用管材与备用管材焊接后的局部示意图。具体实施方式0029下面结合。
14、附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，需要说明的是，这些具体的说明只是让本领域普通技术人员更加容易、清晰理解本发明，而非对本发明的限定性解释。0030实施例10031如图1所示，本实施例提供一种异质奥氏体系钢材焊接方法，具体为温度管与蒸汽管的焊接方法，步骤包括0032S1，选择焊接材料0033选择高铬镍奥氏体不锈钢焊丝或镍基焊丝作为焊接材料。现选择INCONEL82焊丝,焊丝的化学成分见表1。0034表1焊丝的化学成分0035焊丝NICMNNBSICUCRTIS、PINCONEL8267010302505025200750020036焊接材料为INCONEL82焊丝，所述INCONEL82焊。
15、丝包括质量组分为67的NI，01的C，30的MN，25的NB，05的SI，025的CU，20的CR，075的TI，002的S和P。0037在焊接前，对温度管与蒸汽管进行清洁焊件在组对前应将坡口表面及附近母材两侧20毫米内外壁的油、漆、锈、垢等清理污干净,直至发出金属光泽。清洁步骤之后，温度管与蒸汽管会露出金属光泽。0038如图2所示，焊接前，对蒸汽管1的机械加工步骤包括将温度管与蒸汽管1的开口加工成具有一敞开的开口，并且敞开的开口包括一个与温度管2轴线倾斜的斜面4。开口还包括一个与备用管材2轴线平行的内壁5，内壁5与温度管2之间的间隙为1MM；斜面4与备用管材轴线的夹角为35。其中，备用管材壁。
16、厚为H1，内壁5在温度管2轴线方向上的高度为H0，H0为10MM。如图2、图3所示，在蒸汽管1外侧形成焊脚3的高度为H2，并且H2H1。0039S2，堆焊过度层0040在主蒸汽管的母材侧用步骤一中的焊接材料堆焊过渡层，并且过度层包括两层。0041S3，正式焊接0042找好蒸汽管与温度管的焊接中心，通过电焊在步骤一中的焊接材料，将温度管与蒸汽管焊接在一起。0043各种材料的物理性能的差异马氏体钢和奥氏体钢的热膨胀系数不同，说明书CN104191074A4/5页620600奥氏体钢的线膨胀系数为185106M/，马氏体钢的线膨胀系数为126106/；而INCONEL82焊丝的的线膨胀系数20161。
17、06M/。所以，能够满足焊缝金属的抗热裂性能和焊接接头的高温性能。0044步骤S3中焊接方式为手工钨极氩弧焊；并且焊接电压范围为2025V，焊接电流为直流正接，电流大小为80A，焊接速度为60MM/MIN；步骤三的焊接方式中，第一层焊接速度为60MM/MIN，第二层焊接速度为80MM/MIN；上述两个过度层的厚度都为2MM。更加具体的如表2所示00450046表2水平固定焊接工艺参数0047同时，步骤S3中，钨极氩弧焊的熔合比的变化范围很大，它可以在10100之间，当不使用填充材料时熔合比可达到100，正式施焊时要采用较小的焊接规范，严格控制焊接热输入量，减少融合比，焊接是要特别注意与P22备。
18、用管材侧母材的熔合情况。控制每层之间的温度300。采用多层多道焊接工艺，要保证焊道之间的融合情况，避免形成层间未熔和缺陷；焊缝表面与母材要圆滑过渡。0048在步骤S3之后，还包括检验步骤。其中，检验过程可以按照火力发电厂焊接技术规程DL/T8692012评定，焊接接头外观检查合格；按照承压设备无损检测JB/T47302005，角焊缝PT探伤未发现表面超标缺陷。0049实施例20050S1，选择焊接材料0051选择高铬镍奥氏体不锈钢焊丝或镍基焊丝作为焊接材料。现选择INCONEL82焊丝0052S2，堆焊过度层说明书CN104191074A5/5页70053在在主蒸汽管的母材侧用步骤一中的焊接材。
19、料堆焊过渡层，并且过度层包括五层。0054S3，正式焊接0055找好蒸汽管与温度管的焊接中心，通过电焊在步骤一中的焊接材料，将蒸汽管与温度管焊接在一起。0056步骤S3中焊接方式为手工钨极氩弧焊；并且焊接电压范围为25V，焊接电流为直流正接，电流大小为90A，焊接速度为80MM/MIN；步骤三的焊接方式中，第一层焊接速度为60MM/MIN，第二层焊接速度为65MM/MIN,第三层焊接速度为70MM/MIN,第四层焊接速度为75MM/MIN，第五层焊接速度为80MM/MIN；上述两个过度层的厚度都为3MM。0057最后需要说明的是，上述说明仅是本发明的最佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，都可利用上述揭示的做法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和简单的替换等，这些都属于本发明技术方案保护的范围。说明书CN104191074A1/1页8图1图2图3说明书附图CN104191074A。