浙(zhe)江至(zhi)德鋼業有限(xian)公(gong)司為了防(fang)止(zhi)和減少HK-40爐(lu)管(guan)焊接(jie)接(jie)頭在焊接(jie)和高溫(wen)長(chang)期(qi)服役時產生(sheng)裂紋(wen)，應(ying)采取(qu)下(xia)列措(cuo)施。
一、冶金措施
正(zheng)確(que)選(xuan)用合適的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材料要確(que)保(bao)三個條件：①. 焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)中(zhong)雜質(zhi)含量(liang)少，焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)過(guo)程中(zhong)不易(yi)產生熱裂紋；②. 在(zai)(zai)(zai)σ相(xiang)析出溫度區段（650～900℃）長期(qi)服(fu)役(yi)(yi)過(guo)程中(zhong)，焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)局部不會析出σ相(xiang)；③. 同時在(zai)(zai)(zai)高溫服(fu)役(yi)(yi)過(guo)程中(zhong)，焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)蠕變斷裂強度不低(di)于鑄(zhu)態爐(lu)管(guan)，從(cong)而避免爐(lu)管(guan)的(de)損壞發(fa)生在(zai)(zai)(zai)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)上。選(xuan)用這種焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材料，能確(que)保(bao)爐(lu)管(guan)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)性和保(bao)持高溫長期(qi)服(fu)役(yi)(yi)過(guo)程中(zhong)的(de)穩(wen)定(ding)性。
用(yong)于HK-40爐(lu)管(guan)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料見表4-64。其中(zhong)TGS-310HSA 實芯(xin)焊(han)(han)絲(si)(si)具(ju)有(you)(you)良(liang)好的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)性，同(tong)時(shi)也基(ji)本(ben)具(ju)備了HK-40爐(lu)管(guan)在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)長期(qi)服役(yi)過程所(suo)需要的(de)(de)蠕(ru)變(bian)斷(duan)(duan)裂(lie)強(qiang)度(du)。該焊(han)(han)絲(si)(si)中(zhong)的(de)(de)鎳含量較高(gao)(gao)(gao)［w（Ni）≥24％］，所(suo)焊(han)(han)成(cheng)的(de)(de)焊(han)(han)縫金(jin)屬在(zai)(zai)650～900℃溫(wen)度(du)范圍內長期(qi)服役(yi)不會有(you)(you)局部σ相析出。該焊(han)(han)絲(si)(si)所(suo)得的(de)(de)全焊(han)(han)縫金(jin)屬（熔敷金(jin)屬）在(zai)(zai)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)試(shi)(shi)驗的(de)(de)蠕(ru)變(bian)斷(duan)(duan)裂(lie)強(qiang)度(du)與鑄態(tai)HK-40爐(lu)管(guan)的(de)(de)比較，如圖4-25所(suo)示。從(cong)圖中(zhong)可(ke)以看出，當斷(duan)(duan)裂(lie)時(shi)間相同(tong)時(shi)，熔敷金(jin)屬的(de)(de)蠕(ru)變(bian)斷(duan)(duan)裂(lie)強(qiang)度(du)高(gao)(gao)(gao)于爐(lu)管(guan)。用(yong)這種焊(han)(han)絲(si)(si)焊(han)(han)成(cheng)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭進行了蠕(ru)變(bian)斷(duan)(duan)裂(lie)強(qiang)度(du)試(shi)(shi)驗，結(jie)果如圖4-26所(suo)示，所(suo)有(you)(you)的(de)(de)試(shi)(shi)樣均(jun)斷(duan)(duan)裂(lie)于基(ji)本(ben)金(jin)屬上。這類高(gao)(gao)(gao)合金(jin)材料焊(han)(han)絲(si)(si)的(de)(de)硫和(he)磷(lin)含量很低，對提高(gao)(gao)(gao)焊(han)(han)縫金(jin)屬抗裂(lie)性是有(you)(you)益的(de)(de)。
HP系列鑄造爐(lu)管(guan)焊(han)(han)接時使(shi)用的焊(han)(han)絲牌號及(ji)化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)(fen)見(jian)表(biao)4-65。從表(biao)4-64和表(biao)4-65中可以看出(chu)，焊(han)(han)絲的基(ji)本(ben)化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)(fen)與被焊(han)(han)爐(lu)管(guan)的化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)(fen)基(ji)本(ben)相同。
二、工藝(yi)措施
1. 焊接(jie)方(fang)法的選擇
鑄造耐熱不(bu)銹鋼爐管(guan)的焊接(jie)可以(yi)采(cai)用(yong)鎢極氬(ya)弧(hu)焊或用(yong)鎢極氬(ya)弧(hu)焊打底(di)，焊條電弧(hu)焊蓋面的焊接(jie)方法；也可以(yi)采(cai)用(yong)熔化極氬(ya)弧(hu)焊的焊接(jie)方法。在熔化極氬(ya)弧(hu)焊中，有一種(zhong)低輸(shu)入窄間隙焊接(jie)方法，在爐管(guan)焊接(jie)中已得到推廣使用(yong)。
低(di)熱輸入窄(zhai)(zhai)間隙焊(han)(han)(han)，是(shi)采用細直徑(jing)焊(han)(han)(han)絲（0.9～1.2mm），小(xiao)(xiao)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)參(can)數和(he)快的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)速(su)度進(jin)行施焊(han)(han)(han)；在(zai)(zai)厚(hou)板或(huo)厚(hou)壁爐管進(jin)行對接(jie)(jie)(jie)(jie)焊(han)(han)(han)時，焊(han)(han)(han)前在(zai)(zai)待焊(han)(han)(han)處不開坡口或(huo)開小(xiao)(xiao)角度坡口，并留(liu)有(you)窄(zhai)(zhai)而(er)深(shen)的(de)間隙，采用氣體保(bao)護(hu)焊(han)(han)(han)多層焊(han)(han)(han)完(wan)成(cheng)整條焊(han)(han)(han)縫(feng)。由于(yu)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)坡口狹窄(zhai)(zhai)，可(ke)以減(jian)少(shao)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材料的(de)消(xiao)耗和(he)節省能源，在(zai)(zai)保(bao)證優質焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)前提下，可(ke)降低(di)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)成(cheng)本，是(shi)一種高效率的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)方法(fa)(fa)。這種焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)方法(fa)(fa)還有(you)以下優點：
①. 低(di)熱輸(shu)人窄間隙采用多道焊(han)完成，每道焊(han)縫的熱輸(shu)入很小(xiao)，所以焊(han)縫金屬的晶(jing)粒細小(xiao)，焊(han)接(jie)接(jie)頭韌性好，還不易(yi)產(chan)生裂紋；
②. 由于熱輸入小(xiao)，因而熱影響區(qu)窄，一般只有1.2mm寬，晶(jing)粒(li)長大區(qu)不超過0.8mm，所(suo)以焊(han)接(jie)變(bian)形(xing)量(liang)小(xiao)，焊(han)接(jie)殘余(yu)應力也小(xiao)。由于焊(han)接(jie)應力應變(bian)本身也是一種(zhong)可積(ji)累的(de)(de)蠕(ru)變(bian)損傷，所(suo)以形(xing)成了焊(han)接(jie)應變(bian)和(he)殘余(yu)應力小(xiao)的(de)(de)焊(han)接(jie)接(jie)頭，提高了抗蠕(ru)變(bian)的(de)(de)能力，同(tong)時對防止應力腐(fu)蝕裂紋也是有利的(de)(de)；
③. 母(mu)材熔入(ru)焊縫金(jin)屬的分(fen)量(liang)較(jiao)少，使焊縫金(jin)屬熔合比小，不(bu)會因為(wei)焊縫金(jin)屬成(cheng)分(fen)不(bu)均勻(yun)而產生局部σ相析出。
鑄造耐熱不銹鋼爐(lu)管(guan)，目前仍常用鎢極氬弧焊(han)進行施(shi)焊(han)。
2. 坡口的選擇和(he)準(zhun)備
由于(yu)焊(han)接材料的(de)化學成(cheng)分(fen)優于(yu)爐管本體(ti)，希望爐管材料在焊(han)縫金(jin)屬所(suo)(suo)占(zhan)分(fen)量越少越好。這(zhe)樣能提(ti)高(gao)焊(han)縫金(jin)屬抗(kang)裂性，還可(ke)以使焊(han)縫金(jin)屬局部σ相析出量減少，并能提(ti)高(gao)高(gao)溫蠕裂強度，延(yan)長(chang)爐管的(de)服役壽命。爐管對接焊(han)時常用的(de)坡(po)(po)口(kou)形式(shi)如圖(tu)4-27所(suo)(suo)示(shi)。圖(tu)4-27a所(suo)(suo)示(shi)為低熱(re)輸(shu)入窄間隙(xi)焊(han)的(de)坡(po)(po)口(kou)形式(shi)，圖(tu)4-27b為鎢極氬弧焊(han)的(de)坡(po)(po)口(kou)形式(shi)。
無論選(xuan)用何種(zhong)焊(han)接(jie)方法，采用哪(na)種(zhong)坡(po)(po)口形(xing)式，底層均為氬弧焊(han)不加(jia)填充焊(han)絲的封底焊(han)。坡(po)(po)口金屬必須徹底打磨干凈，不留任(ren)何鑄造缺陷、冶金缺陷或外來(lai)污物(wu)。
3. 焊接工藝
a. 施焊(han)(han)以前(qian)，爐管的(de)待焊(han)(han)處和焊(han)(han)絲要認真清理，去(qu)除(chu)油污，保持干凈(jing)。
b. 避免強力組對裝配，減(jian)少焊接裝配應力。
c. 爐(lu)管定位焊后，管內(nei)要充氬氣進行內(nei)保(bao)護，防止(zhi)焊縫(feng)背面氧化(hua)。
d. 采用鎢極氬(ya)弧焊(han)時(shi)，要選擇(ze)合理的焊(han)接次(ci)序來降低焊(han)接應力，多層焊(han)時(shi)，要等第一層焊(han)縫冷卻后，再(zai)焊(han)下一層焊(han)縫，避免焊(han)縫過熱，防(fang)止晶粒粗大(da)。
e. 多(duo)層焊時，各層的焊接(jie)(jie)收弧(hu)處要相互錯開，避免弧(hu)坑中缺陷(xian)重(zhong)疊(die)而降低(di)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的力(li)學性能。
f. 焊接結束或中斷(duan)時，要(yao)采取電流衰減收弧法(fa)，同時要(yao)填滿弧坑(keng)，防止(zhi)弧坑(keng)裂(lie)紋的形(xing)成(cheng)。
