压力容器内表面单层带极电渣堆焊技术

第34卷第5期 2004年5月 雹珲拽 Elec乜kWeldingMachine V01．34No．5 May2004 震赤嚣褥蒙嗣黻糯，电潼滩溯秣 李大军1，张建晓2 (1．甘肃西脉新材料科技股份有限公司，甘肃兰州730050；2．兰州石油化工机器总厂焊接研究 所，甘肃兰州730050) j摘要：带极电渣堆焊稀释零低，效率高，是压力容器不锈耐腐层堆焊的理想方法。讨论了焊接参数，堆焊 ；位置、磁场控制等对堆焊工艺及堆焊层性能的影响。通过实例证明了进行单层堆焊就可达到质量要求。 j关键词：电渣堆焊；焊接参数；磁场控制；堆焊层性能 j中图分类号：TG455 7 文献标识码：B 文章编号：1001—2303(2004)05—0021—03 黧燕x；ii鞭c戮撕i=鬟拦攀5就攀瓣l≮v眷x誊蚕辩嚣?矧i蛾一蓦i。o誊漂鞲瓣j。；鞭疆麓嚣黧嚣；3黧Hi露“‘j。il孽鞠萋蓦。黧糍￡糍叠蓦。辨溉嚣嚣瓣i豢∞Ⅲ；#ij!觏替；蹦嬲艄瓣∞黼∞ Techniqueofthesinglelayerstripelectrostaysurfacingforinnersurfaceofpressurevessels LIDa-junl．ZHANGJian．xia02 (1．GansuSeemineMaterialHigh．thchCo．，Ltd．，Lanzhou730050，China；2．LanzhouPetroleuln&ChemicalMachinery WorksPeople’SRepubicofChina，Lanzhou730050，China) Abstract：Thestripelectrostaysurfacingisanidealmethodforcorrosionresistantoverlayofstainlesssteelusedforpressure vessels，itislowrateofdilutionandhighefficiency．Thearticlediscussedtheweldingparameter，surfacingpositionandmagnetic controltoaffectweldingprocessandoverlayproperties．Byexamples，thesinglelayersurfacingcanmeetthequalityproperties． Keywords：stripelectrostaysurfacing；weldingparameter；magneticcontrol；overlayproperties 石油化工、核能设备等厚壁容器为防腐一般要 求在内表面堆焊不锈钢耐腐层。传统的电弧堆 焊由于母材稀释率高都采用2层以上的堆焊工 艺。近年来开发的带极电渣堆焊技术，由于其熔深 浅，稀释率低，效率高，通过外磁场控制可获得表面 平坦而光滑的堆焊层，因此进行单层堆焊就可较容 易的满足堆焊层性能要求。在此结合煤制气转化 炉内壁单层带极电渣堆焊过程，介绍了该工艺技 术的应用情况。 1产品对堆焊层的技术要求 a．容器材料为15CmR，壁厚6mm，要求堆焊 层厚度大于3．5mm，表面凹陷小于0．5mm。 b．堆焊层主要化学成分为：tO(。≤蝴6，∞(∞= 18％～20％，∞(Ni)=8％～11％，to(Nb)=8ccJ(C)～1．0％。 c．堆焊层机械性能要求见表1。 2焊接设备和焊接材料 电渣堆焊一般用平特性直流电源配等速送进 收稿日期：2004—03—01 作者简介：李大军(1971--)，男，甘肃兰州人，高级工程师，学 士．主要从事钢结构工艺研究工作。 表1堆焊层机械性能 焊机，以保证电渣过程的稳定性。由于堆焊的电流大， 连续工作时间长，因此要求焊接电源有较高的负载 持续率和大的容量。生产中使用的焊机为ZDl500 配用了MUl—1000带极自动堆焊机头。电源极性为 直流反接。 外磁场控制装置由2个直流线圈产生磁场，线 圈电流可控制以调节磁场的强弱。 电渣带极堆焊用焊剂，不仅要求有较高的电导 率和适当的熔点，有利于形成稳定的电渣过程，而且 要求脱渣性好，氧化性小等。 用已购到的电渣堆焊用焊剂PFB一7FK，分别与 神钢的347LD和国产的00Cr20Nil0Nb焊带配合 堆焊，其堆焊层的化学成分和铁素体含量测定结果 见表2。 显然PFB一7FK配上述的2种钢带，堆焊层的Cr 及铁素体含量均不符合要求。为了满足技术条件要 攘鞲翠}}锅炉鼷力餐蕊中熊潍攘菠术 万方数据 锅炉压力窖暑中的焊接技术 雹珲梭 第34卷 表2化学成分 ％ 347LD50x0．40．0360．0060．017 0_30 00Cr20Nil01、『b60x0．50．0380．0100．017 0．43 求，在焊剂一定的条件下，必须对钢带成分作适当 调整。为此在15CrMoR母材上进行了多次堆焊试验， 目的是测定由于金属与熔渣的反应引起熔敷金属 成分的变化。 设焊带与熔敷层成分的比较，其变化量为△， ＆I=X矿Xs， 式中X。为元素在熔敷金属中的含量；X。为元素 在焊带中的含量。 经试验，几种主要元素测定结果为：AC=+0．005， ANi=一0．005；ACr=一0．6～一0．8；ANb=一0．1--0．15。 如果母材的稀释率为D，X。为某元素在母材中 的含量，单层堆焊，堆焊层某元素的含量为X。则 X。=(1一D)(X。+A1)+DXb。堆焊层要求的化学成分在 技术条件中已给出，那么单层堆焊用焊带成分即可确 定。表3为实际产品堆焊焊带347LF和15CrMoR 母材的化学成分。 表3化学成分 ％ 15CrMoRO．140 0。220 0．540 0：027 0．023 347LDO．022 0：200 0．680 0；010 0．∞8 3焊接工艺 3．1堆焊规范参数的确定 带极堆焊参数主要是焊接电流、电压以及焊接 速度等。它们对电渣过程的稳定性，稀释率，焊道形 状和熔敷效率有直接影响。 精确控制焊接电压对电渣堆焊十分重要。在试 验中发现电压低于21V，带极有粘连母材，造成短路 爆弧现象，堆焊过程变得很不稳定；在高于29V的情 况下，可看到带极与熔渣之间产生电弧，溅渣量急增， 在给定的焊接电流和焊接速度下，焊接电压的变化 对焊道形状稍有变化，对稀释率影响不太明显。实际 施焊电压在22-25V之间为好。 电渣堆焊电流比一般埋弧堆焊高，采用60mmx 0．5mm的钢带，电流最大可达1300A，如果电流再 大，熔渣飞溅量大，电渣过程不稳定；当电流小于 700A时，焊道成形变差，甚至出现未熔合的凹 坑。在一定范围内，电流增加，虽然熔深也有所增 加，但焊道厚度增加比较多；电流主要用于钢带 熔化，因此，稀释率变化并不明显，如图1所示。对 60mmx0．5mIn的钢带，一般堆焊电流在900～1100A 之间比较合适。 皇 童 ∞ 魁 西 llK 图1 焊接电流对稀释率的影响 焊接速度对堆焊道厚度影响很大，因此对稀释 率的影响也比较大，图2表示了焊接速度与稀释率 的关系，速度增加，稀释率明显增加。在上述的电压 和电流范围内，要得到3．5-4．5mm厚的堆焊层，堆 焊速度可在8—10m／h范围内变化。 g g、 吣 馘 硷 20零 奋 15褂 艇 10溪 v／m．h’ 图2焊接速度对稀释率的影响 3．2 简体堆焊 ‘ 简体内表面堆焊时，带极在筒体内的相对位置， 对焊接过程的稳定性以及焊道成形影响很大，当然 也影响到稀释率。通过试验，当带极处于较大的上坡 焊时，可看到有电弧产生，飞溅严重，脱渣困难，焊 道成形差，稀释率增大；在比较大的下坡堆焊时，易 产生夹渣，焊道成形不好。对于某一确定尺寸的焊带， 在堆焊参数不变时根据筒体直径大小来确定电极 在筒体内的相对位置。内径在1．5m以上的筒体， 施焊位置，即Ol角度在0。-3。范围内比较合适，如图 3所示。 接瓣萃|镳炉隧力容器中的焊接技拳 万方数据 锅炉压力窖暑中的焊接技7Ic 李大军等：压力容器内表面单层带极电渣堆焊技术 第5期 厂》 g墓 § ／‘ ‘—。 移 图3内表面堆焊位置 3．3封头堆焊 容器封头一般均在成形以后在变位机上进行 沿圆周堆焊。考虑到封头曲率的影响，焊带的宽度相 对较窄。圆周堆焊问题在于带极的内外侧的焊接线 速度不同，越靠近封头顶部速度相差愈大，结果由 于外侧速度快，熔深会增加，但外侧正是与前焊道 重叠部分，所以稀释率影响不大。为了不影响焊道的 成形和稀释率，电极在封头中的位置确定很重要， 可以用铁球在封头内自由落位来确定电极位置，同 时要根据直径的变化来改变转速，以保证焊接线速 度恒定。 4磁场控制 采用大电流电渣堆焊，要解决的问题之一是咬 肉。咬肉的产生主要是由焊接电流和该电流产生的 磁场而引起，按左手定则，同向电流的磁场产生吸 力，会使熔融的渣和金属向中心流动，这样使焊道 宽度变窄，并在焊道两侧发生了咬肉，图4表示了 咬肉产生的基本机理。 为了克服带极堆焊时咬肉的产生，采取的措施 就是提供一个外加磁场到焊接熔池，以克服上述 影响，来防止咬肉。生产使用的磁控装置为加在带 向 ‘、L为熔池中焊接电流；上，R、风为焊接电流产生的磁场； 瑶、吒为熔池中的受力状况。 图4电渣堆焊熔池咬肉原理 极两侧的通电线圈组成的磁头。两磁头的位置不 同，产生的外磁场的影响也不同，一般磁头端部 距堆焊表面15mm左右比较合适。通过调节磁控 电流来改变外磁场的强弱。磁控电流大小，以获 得平坦的焊道，且厚度均匀没有咬肉为最好。当磁控 电流太大，焊道宽度增多，会出现两侧厚，中间下 凹现象，磁控电流太小，焊道搭接处不平滑，甚至会 出现咬肉。在使用上述堆焊规范参数范围内，磁控 电流控制在3A左右，且左右2个磁头电流一般 不相等。 5堆焊层性能 用前述的母材和焊带进行产品的堆焊。堆焊规范 为：电流950～1000A，电压2～24V，堆焊速度8．5rn／h， 搭接量8IBm。焊后径670ccx3h退火后，产品试板堆 焊层性能如表4所示。 表4堆焊层性能 536 380：45．5225通过 5．0-8．9 堆焊层厚度为4．0～4．6mm，测定堆焊层化学成 分为：m(C)=0．047％，∞(Mn)=0．61％，C．O(Si)=0．69％， ∞(Cr)=18．63％，∞(Ni)=9．65％，∞(Nb)--0．47％。 生产实际表明，电渣单层堆焊稀释率低，焊道 平坦，堆焊层各项性能均能满足技术要求，是容器 大面积堆焊理想经济适用方法。 庐。坷。簪’o坷o％o终i终。坷。缔q坷。炻q纬峤嵫V％q％t％o％q坷i缔瞄¨红V蠕t％≮％临Y炻o％峤＼纬q坷o％o岁·o蚜’√乡’o簪‘曲。蠕i％o罗’o绎‘o岁’<纷‘o簪‘畅。司 石 ‘ 《 什么是ERP? 2 女 企业资源计划(EnterprisingResourcePlanning，简称ERP)系统是一套统筹管理企业内部所有部门的集成式信息系统。女 $它脱胎自制造资源管理系统(ManufactureResourcePlanning，简称MRP)。其优点是打破了旧有的只为个别客户或应用需要b 2而编写的专用软件限制，提供一套可以自由选配的组合式软件，简单地说是将企业的三大流：物流、资金流、信息流进行全2 g面一体化的管理。不仅可用于生产企业的管理，而且许多其他类型的企业如一些非生产、公益事业的企业也可导入ERP系g 《统进行资源计划和管理。 《 ?l 当然，要快速驾驭这套系统充分发挥作用，配备专业的IT人员不失为明智之举。 墨连卜!写吧石＼!多^2}e石Nfh#奢七石N手乱g：造石飞手八!}也石×哆乱2写亡石Ⅵ手h吕君迕石飞手八gie石＼乒^g寻e石v多八g}也石Ⅵ乒八!}七石N哆^2写吧乒hg}e石飞f^#譬世石飞多^粥飞乒八毋 芳鬻t触，彩貔绉矽。貉乙4‰一 ·23· 攘糕萃|}添炉压力容器中的爝攘技术 万方数据 压力容器内表面单层带极电渣堆焊技术 作者： 李大军， 张建晓 作者单位： 李大军(甘肃西脉新材料科技股份有限公司,甘肃,兰州,730050)， 张建晓(兰州石油化工机 器总厂,焊接研究所,甘肃,兰州,730050) 刊名： 电焊机 英文刊名： ELECTRIC WELDING MACHINE 年，卷(期)： 2004，34(5) 被引用次数： 0次 相似文献(1条) 1.期刊 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 叶玉芬 冷换设备法兰带极电渣堆焊 -焊接技术2006,35(2) 主要介绍了带极电渣双层堆焊在冷换设备法兰中的应用,讨论了焊接参数对堆焊质量的影响,通过焊接试验及工艺评定,确定了产品的最佳堆焊参数 ,满足了生产需要. 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_dhj200405006.aspx 授权使用：中国科学院金属研究所(kxyjss)，授权号：95fa2269-2bd1-4925-9eb3-9e2d014218b2 下载时间：2010年11月13日