國產乙烯裂解爐的輻射段和對流段以及段內各部位的溫度不同，選有用了不同鋼材的爐管。溫度200～400℃的區域選用20鋼管或低合金鉻鉬鋼（如15CrMo、12Cr1MoV），爐溫600～700℃區域選用中合金耐熱鋼(gang)1Cr5Mo的管材，溫度950～1050℃的輻射段，選用奧氏(shi)體不銹鋼4Cr25Ni20離心鑄造管，與其連接的法蘭材料是奧氏體不銹鋼06Cr18Ni11Ti鍛件。這樣，在同一管路中出現了奧氏體不(bu)銹鋼管與1Cr5Mo鋼焊接鋼焊接，同時也出現了不同牌號奧氏體不銹鋼的焊接。
一、焊接(jie)性分析
由(you)于4Cr25Ni20不銹鋼(gang)管為奧(ao)氏體(ti)基體(ti)加(jia)上共晶碳化物組織，與上述兩種(zhong)鋼(gang)材焊接(jie)(jie)時(shi)，在(zai)焊接(jie)(jie)過程(cheng)中(zhong)易發生熱裂紋、冷裂紋和σ相析出。
二、焊接工藝
1. 焊接材(cai)料的選(xuan)擇(ze)
為了消除焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)熱(re)裂紋(wen)，防止(zhi)σ相(xiang)(xiang)脆化和(he)(he)冷裂紋(wen)傾向(xiang)，要提高焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料中碳和(he)(he)氮的(de)(de)含量，又要控制其(qi)(qi)鉬、鈮的(de)(de)含量。在A407焊(han)(han)條（E310型）的(de)(de)基礎上(shang)，研(yan)制出一(yi)種專用焊(han)(han)條。其(qi)(qi)熔(rong)敷金屬化學成分的(de)(de)質量分數（％）為：C＝0.35～0.40,Si<1.0, Mn <1.5, S. P<0.035, Cr=23 ~27, Ni=18~20,Mo≤0.15,N=0.04～0.14。經多次試驗(yan)和(he)(he)生產實踐證(zheng)明，用該焊(han)(han)條焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)4Cr25Ni20爐(lu)管與06Cr18Ni11Ti鍛件法蘭，既能抗熱(re)裂紋(wen)又能減少(shao)σ相(xiang)(xiang)析出，取得了良好的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)性。4Cr25Ni20不銹鋼(gang)爐(lu)管與1Cr5Mo鋼(gang)管焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)，選用A302焊(han)(han)條（E309型）即(ji)可(ke)。
2. 焊接坡口的選擇
選用合(he)理(li)的(de)焊接坡口尺寸(cun)和形狀來(lai)保證管道根(gen)(gen)部的(de)焊透(tou)性能(neng)(neng)，可(ke)采(cai)用V形或U形坡口。可(ke)以(yi)用焊條電弧焊進行打底(di)焊，實現單面(mian)焊雙面(mian)成形，但(dan)操(cao)作技能(neng)(neng)要(yao)求高；選用鎢極氬弧焊的(de)方(fang)法，不加(jia)填充金屬，將鈍(dun)邊熔(rong)透(tou)也能(neng)(neng)保證焊根(gen)(gen)焊透(tou)，但(dan)對鈍(dun)邊要(yao)求嚴格，要(yao)鈍(dun)邊尺寸(cun)控制在1.0～1.5mm，鈍(dun)邊過大或過小均會引起未焊透(tou)或焊穿(chuan)。管子(zi)與管子(zi)裝(zhuang)配(pei)時(shi)，希望間隙越小越好。同時(shi)對坡口的(de)加(jia)工精度也有相應的(de)要(yao)求，機械加(jia)工后的(de)坡口要(yao)用砂輪磨去尖角和毛(mao)刺。在檢查待焊處確認無表面(mian)缺(que)陷時(shi)，才允許施焊。
3. 預熱和(he)層間(jian)溫度的控制(zhi)
在(zai)(zai)4Cr25Ni20不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管與其他(ta)黑色金屬焊接時，若不(bu)(bu)進(jin)行焊前預(yu)(yu)熱，在(zai)(zai)定位焊和正式焊的根部封底焊縫會(hui)產(chan)生裂紋(wen)，所以必須預(yu)(yu)熱。4Cr25Ni20不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管與06Cr18Ni11Ti鋼(gang)焊接時，預(yu)(yu)熱溫(wen)(wen)度控制在(zai)(zai)100℃，層(ceng)間(jian)溫(wen)(wen)度在(zai)(zai)150℃以下；但(dan)4Cr25Ni20不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管與1Cr5Mo鋼(gang)焊接時，情況(kuang)則不(bu)(bu)相同，預(yu)(yu)熱溫(wen)(wen)度要提(ti)(ti)高到360～400℃，層(ceng)間(jian)溫(wen)(wen)度控制在(zai)(zai)300℃左右。雖說預(yu)(yu)熱溫(wen)(wen)度的提(ti)(ti)高，會(hui)引起4Cr25Ni20鋼(gang)焊縫一側(ce)晶內碳化物(wu)粗化，但(dan)它能避免(mian)由于預(yu)(yu)熱溫(wen)(wen)度太低，而使1Cr5Mo鋼(gang)焊縫一側(ce)形成馬氏體組織(zhi)而造(zao)成脆斷(duan)的事故。
4. 定(ding)位焊
定位焊(han)(han)最容易產生的缺(que)陷是收(shou)(shou)弧(hu)(hu)時的縮孔，而縮孔往(wang)往(wang)又(you)會帶(dai)來(lai)弧(hu)(hu)坑裂紋。為了(le)防止縮孔的產生，焊(han)(han)接電流(liu)不(bu)宜過大，電弧(hu)(hu)不(bu)能突然熄弧(hu)(hu)，要(yao)(yao)在收(shou)(shou)弧(hu)(hu)處反復(fu)焊(han)(han)3～4點，以保(bao)證填滿(man)弧(hu)(hu)坑。定位焊(han)(han)焊(han)(han)縫長(chang)度(du)不(bu)宜太短，控制在10mm左右。沿管道定位3～4處，要(yao)(yao)保(bao)證定位焊(han)(han)縫焊(han)(han)透(tou)，背面呈圓(yuan)滑過渡，經滲透(tou)著(zhu)色(se)檢測，確認無(wu)缺(que)陷時，方(fang)能進行根部打底焊(han)(han)。
5. 打底焊
通常選(xuan)用鎢極氬弧焊(han)(han)的方法且在(zai)(zai)管內充(chong)氬氣進行施焊(han)(han)。這樣除(chu)了可避免產生裂紋(wen)(wen)外，還能(neng)保證(zheng)背面焊(han)(han)縫成形良好。在(zai)(zai)封底焊(han)(han)時(shi)，如果(guo)不加(jia)(jia)填(tian)充(chong)焊(han)(han)絲，收弧處(chu)有可能(neng)產生裂紋(wen)(wen)，要(yao)(yao)采取下列(lie)措施來消除(chu)：在(zai)(zai)收弧時(shi)適(shi)當填(tian)加(jia)(jia)一些焊(han)(han)絲（H12Cr24Ni13焊(han)(han)絲）填(tian)滿弧坑；或者(zhe)不加(jia)(jia)焊(han)(han)絲將收弧移(yi)到引出板(ban)上也可。打底焊(han)(han)焊(han)(han)完后，要(yao)(yao)進行滲(shen)透著色檢測(ce)，一旦(dan)發現裂紋(wen)(wen)，必須徹底清除(chu)干凈(jing)，直(zhi)至確認無裂紋(wen)(wen)為止。為了保證(zheng)背面焊(han)(han)縫成形均勻，組裝時(shi)要(yao)(yao)嚴(yan)格(ge)控(kong)制裝配(pei)間(jian)隙，內徑錯(cuo)位量也要(yao)(yao)控(kong)制小于0.5mm為佳(jia)。
6. 其他層次焊(han)(han)道的(de)焊(han)(han)接(jie)
其他層次焊(han)道的焊(han)縫(feng)(feng)，大多采用焊(han)條電(dian)弧焊(han)的方(fang)法進行施(shi)焊(han)，4Cr25Ni20鋼(gang)管與06Cr18Ni11Ti鋼(gang)鍛件在焊(han)第二層時(shi)，選用A302（E309型）牌(pai)號(hao)焊(han)條，蓋面(mian)焊(han)縫(feng)(feng)選用上面(mian)介紹的專(zhuan)用焊(han)條施(shi)焊(han)；4Cr25Ni20 不銹(xiu)鋼(gang)管與1Cr5Mo鋼(gang)管焊(han)接時(shi)，全(quan)部選用A302（E309型）牌(pai)號(hao)焊(han)條。
施焊(han)(han)(han)(han)過程中，在保證焊(han)(han)(han)(han)接(jie)質量的前(qian)提下，選用(yong)小的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)電流和(he)較快的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)速度。焊(han)(han)(han)(han)條不(bu)允許(xu)作(zuo)橫(heng)向擺動(dong)，以窄(zhai)焊(han)(han)(han)(han)縫為(wei)宜。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時不(bu)允許(xu)在坡口外引(yin)弧和(he)收弧，否則易產生裂紋。無論定位焊(han)(han)(han)(han)、打底焊(han)(han)(han)(han)還是蓋(gai)面(mian)焊(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)后(hou)在焊(han)(han)(han)(han)縫處嚴禁錘擊，不(bu)得使用(yong)扁鏟修(xiu)(xiu)整焊(han)(han)(han)(han)縫及清渣，因為(wei)4Cr25Ni20不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)管對冷作(zuo)硬(ying)化特別敏感，還會促使σ相的形成。焊(han)(han)(han)(han)縫處的清理(li)可使用(yong)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)鋼(gang)(gang)(gang)絲刷或不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)鋼(gang)(gang)(gang)絲輪，修(xiu)(xiu)復缺陷時應(ying)使用(yong)薄(bo)片砂輪。
7. 焊(han)接后熱處(chu)理
焊后熱處理(li)的(de)(de)溫度(du)經(jing)過(guo)多(duo)次(ci)試驗和生(sheng)產(chan)考(kao)核，最后確定(ding)的(de)(de)溫度(du)為(wei)1070℃，保溫2h，然后空冷。在此溫度(du)范圍內，可以(yi)使(shi)已生(sheng)成(cheng)的(de)(de)σ相(xiang)進行固溶處理(li)，使(shi)之在焊縫金屬中消(xiao)失，這樣就能(neng)(neng)減少冷裂(lie)紋形(xing)成(cheng)的(de)(de)可能(neng)(neng)性。在生(sheng)產(chan)中，為(wei)了(le)消(xiao)除(chu)長期加(jia)熱而(er)生(sheng)成(cheng)的(de)(de)σ相(xiang)，可以(yi)把爐溫升高，使(shi)σ相(xiang)重新固溶到奧氏體組織中，然后冷卻(que)，借(jie)以(yi)消(xiao)除(chu)σ相(xiang)。這種定(ding)期、短時間提高工作溫度(du)的(de)(de)措施，一般在每使(shi)用數百小時后，重復一次(ci)，就能(neng)(neng)達到上述目的(de)(de)。
