Q2350Cr13复合板焊接.docVIP

20R-0Cr13复合板的焊接 摘要 通过焊接分析，以焊接工艺评定为基础，结合实际焊接经验，总结了20R -0Cr13复合板的焊接工艺。 关键词 20R -0Cr13复合板 焊接工艺评定 焊接装配要求 2009年5月武汉石化催化装置，塔201更换，塔体分三段安装，两道环缝。材质为20R -0Cr13复合钢板，规格为δ=12+3和δ=14+3，塔体直径分为3.8米和4.2米。20R-0Cr13复合板覆层为铁素体不锈钢、基层为低碳钢。 1 焊接焊接存在的主要问题 20R -0Cr13复合板的焊接取决于基层20R与覆曾层0Cr13的焊接性，由于0Cr13钢与20R钢的化学成分与性能相差较大，0Cr13钢膨胀系数是20R钢的1.5倍，受结构形式与现场施工程序和施工条件的制约，焊接时容易产生以下两个方面的问题： 焊接接头脆化和冷裂纹。覆层0Cr13钢在焊接过程中具有较强的淬硬倾向，焊后接头易产生脆化和冷裂纹。结构厚度和拘束度越大，焊接时淬硬倾向和冷裂纹倾向就越大。 焊接接头过热。0Cr13焊接时由于导热性较差，具有较大的过热倾向。尤其是冷却速度慢时，其晶粒容易长大粗化，热影响区中产生粗大的铁素体和晶间碳化物组织增加，促使组织倾向马氏体和贝氏体，使塑性韧性降低，在冷却时将会引起脆化，如果有氢的作用，更加促进产生冷裂纹。 因此，在制定现场焊接工艺时，必须很好地解决上述问题。施工现场采用的焊接方法是焊条电弧焊，双面焊接。在基层、覆层、过度层采用焊条电弧焊的关键问题是准确选择焊条的种类、型号，合理地制定焊接工艺及采用正确的焊接技术和操作程序。 2 焊接接头形式 图1 这种接头形式，明显区分过度层的焊接，主要能降低熔合比。 3 焊条的选择 20R -0Cr13复合板的焊接，根据焊接接头的形式，和现场施工的条件，基层采用J427，过度层和覆层采用高Cr-Ni奥氏体焊条A307。 表1 20R -0Cr13及A307与J427焊条的化学成分 材料 化学成分（%） C Mn Si Cr Ni Mo 20R 0.13 0.57 0.22 0Cr13 0.02 0.73 0.44 13.17 A307 0.11 1.28 0.48 24.8 12.8 J427 0.063 0.90 0.54 0.069 0.018 表2 焊接材料及焊材的力学性能 材料 力学性能 屈服强度 抗拉强度 伸长率 冲击功 20R 320 435 35.0 98/102/74 J427 330 420 22 0Cr13 525 29.5 A307 根据焊接接头的形式和表1、表2，基层采用J427焊接性完全符合要求，在过度层和覆层采用A307熔合比控制在小于30%~40%时，可以得到奥氏体或奥氏体加少量的铁素体组织，抗裂性比较好. 3 焊接工艺评定试验 3.1 试验依据 JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》； GB150-1998《钢制压力容器》附录E“产品焊接试板的力学性能检验” 3.2 试验条件 3.2.1 试验用钢板 表3试验用钢板的化学成分（%） 钢号 C Si Mn S P Cr Ni 20R 0.13 0.24 0.57 0.012 0.024 0Cr13 0.03 0.83 0.24 0.002 0.022 12.99 0.08 表4 试验用钢的力学性能 材料 力学性能 规格 屈服强度 抗拉强度 伸长率 冲击功 20R 12 320 435 35.0 98/102/74 0Cr13 3 525 29.5 3.2.2 采用ZX7-400S逆变直流焊机焊条电弧焊。 3.2.3 表5试验用焊条 材料 化学成分（%） C Mn Si Cr Ni Mo A307 0.11 1.28 0.48 24.8 12.8 J427 0.063 0.90 0.54 0.069 0.018 3.3 根据现场情况，坡口形式见图1。 3.4 采用横焊位置焊接工艺评定试板。 3.5 焊接工艺参数 表6 工艺评定试验焊接工艺参数 焊层 填充材料及直径 焊接极性 焊接电流/A 电弧电压/V 焊接速度cm/min 基层打底 J427 Φ3.2 反接 90~110 21~28 25~30 基层填充 J427 Φ3.2 反接 110~120 21~28 25~30 基层填充 J427 Φ3.2 反接 110~120 21~28 25~30 基层盖面 J427 Φ3.2 反接 110~120 21~28 25~30 过度层 A307Φ3.2 反接 110~