20CrNi3钢制管板与低合金高强钢换热管的焊接工艺.pdfVIP

金属铸锻焊技术Icing·Forging·Welding 2o08年2月 20CrNi3钢制管板与低合金高强钢换热管的 焊接工艺 Research on Welding Technique of Tube--plate of 20CrND Steeliness and Heat·-exchange Tube of Low·-Alloy m gh·-strength Steel 于 彬 (烟台工程职业技术学院。山东烟台264006) 摘 要：2OCrNi3与低合金高强钢的焊接性差，工艺复杂，难度大。通过焊接性试验，合理地选择焊接材料，严 格控制工艺措施，圆满地解决了问题，取得了令人满意的效果。 关键词：20CrNi3；低合金高强钢；焊接工艺 中圈分类号：TG457．13 文献标识码：B 文章编号：1001．3814(2008)03—0084．01 20世纪90年代中期，一企业进口一套大型 2 焊接工艺 设备。经过多年运行，在2007年设备大修时发现 ● 其上一主要部件的换热器管板与换热管间焊缝出 2．1焊接材料的选择 现严重腐蚀、开裂、渗漏等问题，已不能保证设备 根据母材成分和性能．正确合理地选择焊接 的正常使用和安全运行，故决定对该部件进行焊 材料对保证焊接质量非常重要。从20CrNi3的力 接修复。从部件铭牌上获知：管程压力2．8MPa，壳 学性能指标来看均很高，不利于焊接过程的进行， 程压力2．0MPa。经测试管板厚度38mm，换热管 但成分中含有较多的Ni，又有利于提高韧性防止 尺寸为th32mmx4．0mm。 开裂。2OCrNi3与16Mn钢力学性能相差很大，如 何通过合理地选择焊接材料，在保证接头强度的同 1管板、换热管材质及焊接性分析 时又能防止开裂，有利于形成良好的焊接接头，成 对管板和换热管材质取样，进行化学成分分 为20CrNi3钢制管板与16Mn换热管焊接的关键。 析和力学性能测试，结果如表l所示。可见，管板 在对20CrNi3钢制管板与16Mn换热管进行 材料含有多种合金元素，力学性能指标很高，比照 正式焊接工作之前。分别用J707、A307和船焊 国内标准。材质相当于20CrNi3；换热管材质与 395三种焊条进行了焊接性试验： 16Mn相近。属于低合金高强钢。由金属焊接性碳 (1)J707是熔敷金属抗拉强度大于690 当量判断法求知，管板碳当量CE=0．675％，淬硬倾 MPa、伸长率不小于l5％的低合金钢焊条，强度级 向较强，焊接性差，属于较难焊的材料。综上分析， 别高于t6Mn，与20CrNi3相近。焊后试件拉伸试 设备部件管板与换热管的焊接属于合金钢与低合 验时断口在焊缝处。角焊缝宏观金相发现有超标 金高强钢的异种钢焊接，而且焊接性差，需采取预 缺陷。侧弯时在熔合区出现了开裂。 热、后热处理等严格的工艺措施，以保证焊接工作 (2)A307是异种金属焊接常用的一种焊条， 的顺利进行和良好的焊接质量。 熔敷金属抗拉强度大于550MPa，伸长率不小于 寰1管板、换热管材质的化学成分及其力学性能 25％(本试验所用A307焊条实测