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申请/专利权人：中国能源建设集团安徽电力建设第一工程有限公司

摘要：本发明公开了一种12Cr1MoVG小径厚壁管焊接方法，包括如下步骤：步骤S1、坡口加工与清理；步骤S2、焊件组对；步骤S3、定位焊接，采用手工钨极氩弧焊方法定位焊接；步骤S4、焊前预热；步骤S5、打底焊接，采用熔池体积较小、能量相对集中的手工钨极氩弧焊焊接方法进行打底焊接；步骤S6、层间温度测量与控制；步骤S7、焊条电弧焊填充、盖面焊接；步骤S8、焊后缓冷；步骤S9、焊接接头清理与检查。本发明通过采用钨极氩弧焊打底和焊条电弧焊填充盖面的组合焊接方法，取消焊后热处理工艺过程，提高焊接施工效益，采用焊前预热、控制层间温度、控制单层焊缝厚度和焊后缓冷工艺措施，降低焊接接头焊缝硬度和残余应力，提高焊接接头冲击韧性等综合力学性能。

主权项：1.一种12Cr1MoVG小径厚壁管焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、坡口加工与清理对接接头坡口型式为V型，坡口角度为30°‑35°；将坡口内外侧表面10mm‑15mm范围内母材上的油漆、垢、锈、毛刺、飞边清除干净，直至发出金属光泽；步骤S2、焊件组对焊件组对时做到内壁齐平，组对间隙为1mm‑2mm；步骤S3、定位焊接采用手工钨极氩弧焊方法定位焊接，定位后仔细检查，确定无裂纹缺陷，发现焊接缺陷必须采用机械方法清除缺陷并重新定位焊接；步骤S4、焊前预热采加氧、乙炔火焰加热法进行焊前预热，手工钨极氩弧焊时预热温度为150℃‑200℃；步骤S5、打底焊接采用熔池体积较小、能量相对集中的手工钨极氩弧焊焊接方法进行打底焊接，减小焊接接头根部未焊透、未熔合、内凹、凸出的焊接缺陷产生，有效保证根部焊接质量；步骤S6、层间温度测量与控制采用红外线测温仪测量层间温度，层间温度控制范围为200℃‑300℃，层间温度低于200℃时应采用火焰加热至200℃方可继续焊接，层间温度高于300℃时应暂停施焊待，温度降至300℃以下方可继续施焊；步骤S7、焊条电弧焊填充、盖面焊接采用焊条电弧焊方法进行填充、盖面焊接，采用小电流、窄焊道、薄焊层、快速焊的小线能量焊接工艺，控制单层焊缝度厚度保证下层焊道对上次焊道的回火处理；步骤S8、焊后缓冷焊接完成后立即采用保温棉包扎缓冷；步骤S9、焊接接头清理与检查待焊接接头冷却至环境温度后进行接头清理与检查，所有焊口盖面层应圆滑过渡，不得有凹槽、高低不平的缺陷。

全文数据：一种12Cr1MoVG小径厚壁管焊接方法技术领域[0001]本发明属于高压锅炉管产品生产技术领域，具体地，涉及一种12CrlM〇VG小径厚壁管焊接方法。背景技术[0002]随着我国火力发电工程机组容量、参数的提高，壁厚8mm〜13mm的12CrlMoVG小径管已广泛应用于超超临界锅炉受热面管，特别是在1000MW超超临界塔式锅炉、二次再热超超临界锅炉受热面管中应用更加广泛。根据统计，上海锅炉厂IOOOMff超超临界塔式锅炉约有4600只，哈尔滨锅炉厂IOOOMff超超临界π型锅炉约有7400只，北京巴威锅炉厂IOOOMff超超临界π型锅炉约有5900只，东方锅炉厂1000MW超超临界π型锅炉约有7300只，东方锅炉厂660MW二次再热超超临界锅炉约有13800只。若能取消壁厚不超过13mm的12CrlMoVG小径管焊口的焊后热处理工艺，将会大大提高锅炉安装施工效率，缩短施工工期、降低施工成本，同时有利于节能减排。发明内容[0003]本发明的目的在于提供一种12CrlM〇VG小径厚壁管焊接方法，通过采用钨极氩弧焊打底和焊条电弧焊填充盖面的组合焊接方法，取消焊后热处理工艺过程，提高焊接施工效益，采用焊前预热、控制层间温度、控制单层焊缝厚度和焊后缓冷工艺措施，降低焊接接头焊缝硬度和残余应力，提高焊接接头冲击韧性等综合力学性能。[0004]本发明的目的可以通过以下技术方案实现：[0005]—种12CrIMoVG小径厚壁管焊接方法，包括如下步骤：[0006]步骤SI、坡口加工与清理[0007]对接接头坡口型式为V型，坡口角度为30°-35°;将坡口内外侧表面10mm-15mm范围内母材上的油漆、垢、锈、毛刺、飞边清除干净，直至发出金属光泽；[0008]步骤S2、焊件组对[0009]焊件组对时做到内壁齐平，组对间隙为;[0010]步骤S3、定位焊接[0011]采用手工钨极氩弧焊方法定位焊接，定位后仔细检查，确定无裂纹缺陷，发现焊接缺陷必须采用机械方法清除缺陷并重新定位焊接；[0012]步骤S4、焊前预热[0013]采加氧、乙炔火焰加热法进行焊前预热，手工钨极氩弧焊时预热温度为150°C-200°C；[0014]步骤S5、打底焊接[0015]采用熔池体积较小、能量相对集中的手工钨极氩弧焊焊接方法进行打底焊接，减小焊接接头根部未焊透、未熔合、内凹、凸出的焊接缺陷产生，有效保证根部焊接质量；[0016]步骤S6、层间温度测量与控制[0017]采用红外线测温仪测量层间温度，层间温度控制范围为200°C-30TC，层间温度低于200°C时应采用火焰加热至200°C方可继续焊接，层间温度高于300°C时应暂停施焊待，温度降至300°C以下方可继续施焊；[0018]步骤S7、焊条电弧焊填充、盖面焊接[0019]采用焊条电弧焊方法进行填充、盖面焊接，采用小电流、窄焊道、薄焊层、快速焊的小线能量焊接工艺，控制单层焊缝度厚度保证下层焊道对上次焊道的回火处理；[0020]步骤S8、焊后缓冷[0021]焊接完成后立即采用保温棉包扎缓冷；[0022]步骤S9、焊接接头清理与检查[0023]待焊接接头冷却至环境温度后进行接头清理与检查，所有焊口盖面层应圆滑过渡，不得有凹槽、高低不平的缺陷。[0024]进一步地，步骤S2中所述焊件组对时有错口，其错口值不应超过下列限值:不超过壁厚的10%，且不大于1mm。[0025]进一步地，步骤S5中焊丝牌号选用TIG-R31，焊丝直径为Φ2.5πιπι，电源极性为直流正接，焊接电流为115Α-125Α，焊接电压为12V-13V。[0026]进一步地，步骤S7中焊条牌号选用R317，焊条直径选用Φ2·5mm、Φ3·2mm，电源极性为直流反接，焊条直径为Φ2.5πιπι时焊接电流为70A-85A、焊接电压为23V-24V，焊条直径为Φ3.2πιπι时焊接电流为95Α-115Α、焊接电压为27V-28V。[0027]进一步地，步骤S9有缺陷时，用角向磨进行修磨。[0028]本发明的有益效果：[0029]1本发明采用手工钨极氩弧焊打底、焊条电弧焊填充盖面的组合焊接方法、取消焊后热处理工艺过程;采用熔池体积较小、能量相对集中的手工钨极氩弧焊焊接方法打底，减小焊接接头根部未焊透、未熔合、内凹、凸出等焊接缺陷产生，有效保证根部焊接质量;采用焊条电弧焊填充盖面焊接方法，焊接速度快，有利于提高施工效益、降低施工成本;取消焊后热处理工艺过程，提高施工效益、降低施工成本，并有利于节能减排；[0030]2本发明采用小电流、窄焊道、薄焊层、快速焊的小线能量焊接工艺，严格进行焊前预热、层间温度控制和焊后缓冷，控制单层焊缝度厚度保证下层焊道对上次焊道的回火处理;采用小电流、窄焊道、薄焊层、快速焊的小线能量焊接工艺，有效降低焊接接头焊缝硬度、残余应力;严格进行焊前预热、层间温度控制和焊后缓冷，控制单层焊缝度厚度保证下层焊道对上次焊道的回火处理，提高焊接接头冲击韧性、保证焊接接头的综合力学性能。具体实施方式[0031]下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。[0032]一种12CrIMoVG小径厚壁管焊接方法，包括如下步骤：[0033]步骤SI、坡口加工与清理[0034]对接接头坡口型式为V型，坡口角度为30°-35°;将坡口内外侧表面10mm-15mm范围内母材上的油漆、垢、锈、毛刺、飞边清除干净，直至发出金属光泽；[0035]步骤S2、焊件组对[0036]焊件组对时做到内壁根部齐平，如有错口，其错口值不应超过下列限值:不超过壁厚的1〇%，且不大于Imm;组对间隙为;[0037]步骤S3、定位焊接[0038]采用手工钨极氩弧焊方法定位焊接，定位后仔细检查，确定无裂纹等缺陷，如发现焊接缺陷必须采用机械方法清除缺陷并重新定位焊接；[0039]步骤S4、焊前预热[0040]采加氧、乙炔火焰加热法进行焊前预热，手工钨极氩弧焊时预热温度为150°C-200°C；[0041]步骤S5、打底焊接[0042]采用熔池体积较小、能量相对集中的手工钨极氩弧焊焊接方法进行打底焊接，减小焊接接头根部未焊透、未熔合、内凹、凸出的焊接缺陷产生，有效保证根部焊接质量;焊丝牌号选用TIG-R31，焊丝直径为Φ2.5mm，电源极性为直流正接，焊接电流为115A-125A，焊接电压为12V-13V;[0043]步骤S6、层间温度测量与控制[0044]采用红外线测温仪测量层间温度，层间温度控制范围为200°C-30TC，层间温度低于200°C时应采用火焰加热至200°C方可继续焊接，层间温度高于300°C时应暂停施焊待，温度降至300°C以下方可继续施焊；[0045]步骤S7、焊条电弧焊填充、盖面焊接[0046]采用焊条电弧焊方法进行填充、盖面焊接，采用小电流、窄焊道、薄焊层、快速焊的小线能量焊接工艺，控制单层焊缝度厚度保证下层焊道对上次焊道的回火处理;焊条牌号选用R317，焊条直径选用Φ2.5mm、Φ3.2mm，电源极性为直流反接，焊条直径为Φ2.5mm时焊接电流为70A-85A、焊接电压为23V-24V，焊条直径为Φ3.2πιπι时焊接电流为95A-115A、焊接电压为27V-28V;[0047]步骤S8、焊后缓冷[0048]焊接完成后立即采用保温棉包扎缓冷；[0049]步骤S9、焊接接头清理与检查[0050]待焊接接头冷却至环境温度后进行接头清理与检查，所有焊口盖面层应圆滑过渡，不得有凹槽、高低不平的缺陷，必要时可用角向磨进行修磨。[0051]采用5mmXIOmmX120mm带头非标准试样，按GBT2651-2008“焊接接头拉伸试验方法”，在CMT5105型电子万能试验机上进行拉伸试验，横梁位移速率为2mmmin;[0052]表1列出了焊态和PWHT态的12CrlMoVG焊接接头扁平试样室温拉伸强度、屈服强度、延伸率及断裂位置[0054]可知，焊态和PWHT态焊接接头的温度拉伸力学性能均符合DLT868-2014《焊接工艺评定规程》及NBT47014-2011《承压设备焊接评定》标准的要求。PWHT态12CrlMoVG焊接接头的屈服强度、抗拉强度较焊态有所降低，但延伸率有所提高，试样拉伸断口位置均为一侧母材，呈韧窝聚集性断口特征；[0055]采用IOmmXIOmmX55mm夏比缺口标准试样，焊缝、热影响区中缺口开设位置均符合GBT2650《焊接接头冲击试验方法》的要求。接头试样的室温冲击试验在NI300C型仪器化金属摆锤冲击试验机上进行，测试结果如下表：[0057]焊态和PWHT态12CrlMoVG钢焊接接头试样热影响区和焊缝区的平均冲击韧性分别为220·4Jcm2、43·5Jcm2以及259·2Jcm2，105·7Jcm2;焊态及PWHT态12CrlMoVG钢焊接接头试样焊缝处的冲击韧性符合DLT868-2014《焊接工艺评定规程》及NBT47014-2011《承压设备焊接评定》标准的要求;PWHT态12CrIMoVG焊接接头的热影响区及焊缝处的冲击韧性均较焊态有所提高，尤其是焊缝处的冲击韧性提高最为明显；[0058]采用2.2mmX15mmX185mm高温拉伸矩形比例试样，按GBT4338《金属材料高温拉伸实验方法》，在岛津AG-XPLUS型微机控制万能试验机上分别在300°C、400°C、500°C和600°C状态下进行高温拉伸试验，横梁位移速率为2mmmin，测试结果如下表所示：[0059]焊态12CrlM〇VG焊接接头的高温拉伸性能：[0060][0061]PWHT态12CrlMoVG焊接接头的高温拉伸性能：[0062][0063]在300-600°C测试温度范围内，焊态接头的高温强度和塑性均高于PWHT态接头。[0064]以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

权利要求：1.一种12CrIMoVG小径厚壁管焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤SI、坡口加工与清理对接接头坡口型式为V型，坡口角度为30°-35°;将坡口内外侧表面IOmm-15mm范围内母材上的油漆、垢、锈、毛刺、飞边清除干净，直至发出金属光泽；步骤S2、焊件组对焊件组对时做到内壁齐平，组对间隙为;步骤S3、定位焊接采用手工钨极氩弧焊方法定位焊接，定位后仔细检查，确定无裂纹缺陷，发现焊接缺陷必须采用机械方法清除缺陷并重新定位焊接；步骤S4、焊前预热采加氧、乙炔火焰加热法进行焊前预热，手工钨极氩弧焊时预热温度为15TC-20TC;步骤S5、打底焊接采用熔池体积较小、能量相对集中的手工钨极氩弧焊焊接方法进行打底焊接，减小焊接接头根部未焊透、未熔合、内凹、凸出的焊接缺陷产生，有效保证根部焊接质量；步骤S6、层间温度测量与控制采用红外线测温仪测量层间温度，层间温度控制范围为200°C-30TC，层间温度低于200°C时应采用火焰加热至200°C方可继续焊接，层间温度高于300°C时应暂停施焊待，温度降至300°C以下方可继续施焊；步骤S7、焊条电弧焊填充、盖面焊接采用焊条电弧焊方法进行填充、盖面焊接，采用小电流、窄焊道、薄焊层、快速焊的小线能量焊接工艺，控制单层焊缝度厚度保证下层焊道对上次焊道的回火处理；步骤S8、焊后缓冷焊接完成后立即采用保温棉包扎缓冷；步骤S9、焊接接头清理与检查待焊接接头冷却至环境温度后进行接头清理与检查，所有焊口盖面层应圆滑过渡，不得有凹槽、高低不平的缺陷。2.根据权利要求1所述的一种12CrIMoVG小径厚壁管焊接方法，其特征在于，步骤S2中所述焊件组对时有错口，其错口值不应超过下列限值:不超过壁厚的10%，且不大于1_。3.根据权利要求1所述的一种12CrIMoVG小径厚壁管焊接方法，其特征在于，步骤S5中焊丝牌号选用TIG-R31，焊丝直径为Φ2.5πιπι，电源极性为直流正接，焊接电流为115A-125A，焊接电压为12V-13V。4.根据权利要求1所述的一种12CrlM〇VG小径厚壁管焊接方法，其特征在于，步骤S7中焊条牌号选用R317，焊条直径选用Φ2.5mm、Φ3.2mm，电源极性为直流反接，焊条直径为Φ2·5mm时焊接电流为70A-85A、焊接电压为23V-24V，焊条直径为Φ3·2mm时焊接电流为95A-115A、焊接电压为27V-28V。5.根据权利要求1所述的一种12CrIMoVG小径厚壁管焊接方法，其特征在于，步骤S9有缺陷时，用角向磨进行修磨。

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