耐磨鑄鋼管ZG40CrNiMoMnSiRe的焊接

摘要：ZG40CrNiMoMnSiRe是一特種耐磨鑄鋼，目前沒有成熟的焊接工藝。根據(jù)材料可焊性理論，通過對(duì)ZG40CrNiMoMnSiRe的碳當(dāng)量、熱影響區(qū)脆化及冷裂紋、熱裂紋分析，提出了可行的焊接工藝及焊接質(zhì)量控制方法，經(jīng)焊縫外觀檢查、滲油試驗(yàn)及管道系統(tǒng)試驗(yàn)，焊接質(zhì)量達(dá)到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。同類材料焊接可參考本工藝進(jìn)行。

引言

山西化肥廠新增220t/h高溫高壓蒸汽鍋爐送粉原煤管線及輸灰管線采用耐磨鑄鋼ZG40CrNiMOMnSiRe材料。規(guī)格為：φ89×8mm、φ108×8mm。

1 ZG40CrNiMoMnSiRe焊接性分析

1.1碳當(dāng)量測(cè)算ZG40CrNiMoMnSiRe的化學(xué)成份見表l。

根據(jù)目前應(yīng)用范圍較J。的碳當(dāng)量公式：

從上式得出的CEN值約為1.02，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.4，說明此鋼材易于淬硬。

1.2焊接熱影響區(qū)的脆化

ZG40CrNiMoMnsiRe鑄鋼由于碳量高，合金元素多，鋼的淬硬傾向大，Ms點(diǎn)又低，因而在淬火區(qū)易產(chǎn)生大量淬硬的馬氏體(尤其是高碳、粗大的馬氏體)，導(dǎo)致嚴(yán)重的脆化。因此宜采用小線能量焊接，以利于減少粗晶淬火區(qū)的高溫停留時(shí)間，降低奧氏體的過熱長(zhǎng)晶和穩(wěn)定性，從而降低淬火區(qū)的脆化程度。

1.3冷裂紋

ZG40CrNiMoMnSiRe淬硬傾向大，近縫區(qū)所出現(xiàn)的馬氏體組織，增加了焊接接頭的冷裂傾向。為了提高抗裂性，應(yīng)盡量降低焊接接頭的含氫量，并采用焊前預(yù)熱和焊后及時(shí)熱處理。

1.4熱裂紋

ZG40CrNiMoMnsiRe碳及合金含量高，焊縫凝固結(jié)晶時(shí)，結(jié)晶溫度區(qū)間大，偏析傾向也較大，因而焊接時(shí)具有較大的熱裂紋敏感性。為了防止產(chǎn)生熱裂紋，應(yīng)采用低碳焊條，在焊接工藝上要注意填滿弧坑。

2 焊接工藝

2.1 焊接方法：手工電弧焊。

2.2 焊接材料：低氫型焊條J707。

2.3 坡口型式：V型坡口。

2.4 焊前預(yù)熱：溫度為200℃；層溫保護(hù)大于等于150℃；焊后熱處理：溫度為630℃～640℃。

2.5 焊接規(guī)范參數(shù)：采用直流反接；

打底焊：焊條夠.2 mm，電流90 A～120 A；

蓋面：焊條似mm，電流120 A～160 A。

3 焊接質(zhì)量控制

3.1 焊件的切割和坡口加工采用機(jī)械方法，以保證裝配精度，避免切口處發(fā)生組織變化。

3.2 焊件組對(duì)前應(yīng)將坡口及內(nèi)外側(cè)表面不小于10 Hun范圍內(nèi)的油、漆、垢、銹、毛刺等清除干凈。

3.3 焊條烘干溫度為350℃～450℃，恒溫1 h。烘干后放在100℃～150℃保溫桶內(nèi)，隨用隨取。

3.4 焊接定位焊縫時(shí)，應(yīng)采用與根部焊道相同的焊接材料和焊接工藝。

3.5施焊中應(yīng)保持起弧和收弧處的質(zhì)量，收弧時(shí)應(yīng)將弧坑填滿。

3.6 應(yīng)嚴(yán)格按照焊接工藝施焊。

3.7 焊后按質(zhì)量要求進(jìn)行100％焊縫外觀檢查，3％的滲油試驗(yàn)。

4 結(jié)語

山西化肥廠220t/h新增鍋爐送粉原煤管線及輸灰管線按上述工藝進(jìn)行焊接。經(jīng)管道系統(tǒng)試驗(yàn)及滲油試驗(yàn)，焊接質(zhì)量達(dá)到有關(guān)施工規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。