锅炉管道用G115钢的焊接工艺

摘要

本发明公开了一种锅炉管道用G115钢的焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：采用正火态及回火态供货的G115新型马氏体耐热钢制备管道；在两根需焊接的管道上分别制备坡口，并对坡口及其内外壁两侧用打磨进行清理，随后将两根需焊接的管道进行对口装配；采用手工氩弧焊及手工电弧焊进行焊接；对接环缝焊后，在760～780℃下热处理保温时间超过7h以上。本发明解决了G115钢采用何种焊接材料进行焊接的问题及G115钢焊后如何热处理的问题，并完整地推出了G115新型马氏体耐热钢的焊接工艺，对解决同类马氏体耐热钢的焊接问题具有极大的参考和借鉴意义。

说明书

技术领域

本发明涉及一种机组参数为630℃及以上的超超临界锅炉管道用选新型马氏体G115钢现场组装的焊接工艺。

背景技术

G115是北京钢铁研究总院开发的9Cr-3W-3Co新型马氏体耐热钢，650℃下其持久强度约是P92钢的1.4倍，其抗高温蒸汽氧化性能与P92钢相当，其650℃持久强度优于日本住友开发的P93钢。G115材料可满足650℃下的服役要求，是很有潜力成为630℃至650℃温度段用锅炉管道用钢。

目前，国际上同类型日本住友开发的630℃超超临界锅炉用候选耐热钢SAVE12AD的焊接还存在一些尚未解决的问题，SAVE12AD材料的焊接国际上推荐采用Gr.92等级或镍基焊材焊接，焊接接头的高温持久强度低于相关标准对母材的使用要求。因此，使用与母材匹配的新焊材，开发锅炉管道用G115新型马氏体钢现场组装的全位置对接的焊接工艺对解决同类马氏体耐热钢的焊接问题具有极大的参考和借鉴意义。

发明内容

本发明旨在解决630℃及以上超超临界锅炉用候选新型马氏体钢G115的焊接难题，为630℃及以上超超临界锅炉用候选新型马氏体钢G115的焊接提供一种新的焊接工艺。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种锅炉管道用G115钢的焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、采用正火态及回火态供货的G115新型马氏体耐热钢制备管道；

步骤2、在两根需焊接的管道上分别制备坡口，并对坡口及其内外壁两侧用打磨进行清理，随后将两根需焊接的管道进行对口装配；

步骤3、采用手工氩弧焊及手工电弧焊进行焊接，选用直径3.2～4.0mm的9Cr-3W-3Co耐热钢焊条，且手工氩弧焊选用直径2.4mm的9Cr-3W-3Co耐热钢条状焊丝；

步骤4、对接环缝焊后，在760～780℃下热处理保温时间超过7h以上。

优选地，在进行所述手工氩弧焊及手工电弧焊时，管道外壁保护气体采用100％Ar进行保护，外壁保护气体流量为6～12L/min，管道内壁(背面)保护气体采用100％Ar进行背面保护，背面保护气体流量为5～8L/min，氩气纯度在99.95％以上。

优选地，手工电弧焊过程中，采用多层多道焊，每一道焊完后彻底清除焊渣方进行下一道焊接，施焊过程中控制层间温度不超过300℃，焊接摆动幅度不超过焊条焊芯直径的3倍。

优选地，手工电弧焊过程中，每一道焊完后用砂轮打磨。

本发明具有如下有益效果：

G115钢采用何种焊接材料进行焊接及完整的焊接工艺还没有，本发明解决了G115钢采用何种焊接材料进行焊接的问题及G115钢焊后如何热处理的问题，并完整地推出了G115新型马氏体耐热钢的焊接工艺，对解决同类马氏体耐热钢的焊接问题具有极大的参考和借鉴意义。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例作详细说明如下。

本发明提供了一种锅炉管道用G115钢的焊接工艺，包括以下步骤：

步骤1、采用正火+回火态供货的G115新型马氏体耐热钢制备管道。

步骤2、焊前准备：①制备坡口，并对坡口及其内外壁两侧用打磨进行清理；②将两根需焊接的管道进行对口装配。

步骤3、采用手工氩弧焊+手工电弧焊(GTAW+SMAW)进行焊接，选用Φ2.4mm的9Cr-3W-3Co耐热钢条状焊丝(GTAW)、Φ3.2～Φ4.0mm的9Cr-3W-3Co耐热钢焊条。手工氩弧焊+手工电弧焊(GTAW+SMAW)焊接工艺如下：

①管道外壁保护气体采用100％Ar进行保护，外壁保护气体流量为6～12L/min，管道内壁(背面)保护气体采用100％Ar进行背面保护，背面保护气体流量为5～8L/min，氩气纯度在99.95％以上；

②焊接时的焊接规范参数见表1

表1 G115钢的焊接工艺参数

焊接工艺规格(mm)电流(A)电压(V)预热温度(℃)GTAWΦ2.4100～12012～15≥100SMAWΦ3.290～12022～26≥200SMAWΦ4.0160～17022～27≥200

③采用SMAW焊接过程中，采用多层多道焊，每一道焊完后需彻底清除焊渣方可进行下一道焊接，必要时用砂轮打磨，施焊过程中控制层间温度不超过300℃；采用手工电弧焊时，焊接摆动幅度不超过焊条焊芯直径的3倍。

步骤4、对接环缝焊后采用760～780℃×7h的热处理规范。