350MW锅炉汽包筒体窄间隙焊接工艺

1、乂丁丫丁TTrrnnnrrnrTTTrnrnrTT-rTT>re 辐炉汽包晞璃间瀬冠莒J ：*"：=：'；r就汉换供广工艺瞪血狮70)戳崇实产潘小乎：J <丫 丄厶 hju_jl二丄丄丄丄 丄 丄7© 1994-2010 China .Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserxed. httpWAki.nei纵、环缝坡口尺寸(b)环缝坡I】近年來.由于电站锅炉向大容量、高参数发展, 其锅炉汽包壁也愈来愈厚，一台300MW锅炉的汽包 壁厚叮达203mm。而常规的埋弧焊和电渣

2、焊焊接方 法和技术已不能适应需要，要寻找一种在辰量上、经 济上都合理的焊接方法。窄间隙埋弧焊技术是国内外 近几年发展赴来的一种新匸艺，在国内已使用在厚壁 锅筒及离压容器的纵它环缝焊接中-、锅炉汽包350MW锅炉汽包使用的材料为德国进口的 BHW35例，壁厚为145mm。汽包筒体由六节3.3m 筒节和两只球形封头拼接而成。汽包筒节外径 2080mm,筒体直段长 19800mm：总氏 21000mmn在制造工艺上，采用大型卷板机卷制筒身，每节 筒身为条纵缝使用窄间隙埋弧焊进行焊接、为满 足窄间隙机头上侧向跟踪系统的要求，必须选择适 当的坡LJ宽度和加工角度，且坡口加工面要光 滑平整。二、窄间隙焊接

3、设备我厂f 1994年7月引进瑞典伊莎公司新一代HNG窄间隙埋弧焊机，主要由立柱横梁(6mX4m)sHNG窄间隙焊机头、焊剂自动送料及回收装置、MRS!50防轴向窜动滚轮架和LEA800直流电源等几部分组成。该机头上带有高度和双侧自动跟踪装置, 使焊嘴保持在相对恒定的位置上，可焊最大板厚为 于汽包筒身的纵缝、环缝在整个生产工艺过程屮所统 过的热处理次数和规范不同，对焊缝的力学性能也有 不同的影响:，350MW锅炉汽包筒身纵缝使用窄间晾 埋弧焊后，须经过正火+冋火热处理后，再拼接环 缝，须进行次最终消除应力热处理。丽坏缝只须统 过最终消除应力热处理。所以，纵缝焊接选择的焊丝 必须经过上述热处理后

4、，其力学性能不低于母材和标准要求。经过试验！纵缝焊幺纟为H10Mn2NiMoA,坏 缝焊丝为H08Mn2 MoA. iff?焊剂的选'择考虑至IJ :深坡 口易于脱渣，焊剂颗粒小目.轻，便于在35MP*的 压缩空气中输送和回收更重要的是与焊丝配合焊接 后，保证焊缝金属的化学成分和力学性能，经过多次 试验筛选，选用锦州生产的烧结型SJ101焊剂，与以 上两种焊丝匹配焊接.绘不同热处理.焊缝力学性能 均能满足设计要求。2.焊接養数的选择7© 1994-2010 China .Academic Journal Electronic Publishing House. All rig

5、hts reserxed. httpWAki.nei350mmc容器直径为15004500mm,当焊接环缝时在窄间隙埋弧焊中，正确地选择参数的原则是在7© 1994-2010 China .Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserxed. httpWAki.nei配上MRS150防轴向窜动滚轮架，使简节在转动时, 不因捕圆度而发生滑移&保证焊缝质量的基础上尽可能提高焊接效率°其主要参数有：坡口宽度和倾角、焊丝宜径、焊丝至侧樂间7© 1994-2010 China .Acad

6、emic Journal Electronic Publishing House. All rights reserxed. httpWAki.nei三、焊缝坡形式窄间隙埋弧焊坡口的关键尺寸是坡口宽度。其主 距、焊接电流、电弧电压和焊接速度等。坡口宽度和倾角 在实际生产中，坡口宽度 直接影响焊接效率，坡口太宽，生产效率低；坡口太7© 1994-2010 China .Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserxed. httpWAki.nei要考虑到：焊接效率、侧壁的熔透和脱渣的难易。坡 I的宽度还与所

7、选定的焊丝直径、被焊工件的厚度和焊接工艺方案选择有关。鉴于我厂产品板厚为95145mm,以及I：厂坡口加工能力，我们选择每层二道成形焊接I：艺，经多次试验后最终确定纵、环缝坡口 尺寸如图1所示哀四、焊接工艺1.焊丝和焊剂的匹配350MW汽包母材为德国进口 BHW35钢板，须 采用与苴相匹配的焊材与脱淸性能良好的焊剂.且由 窄、焊接难以完成。坡口宽度除满足焊接机头插入和 焊缝成形外，应尽可能的窄<：对丁纵缝，视板厚底部 间隙为18 - 20mmc环缝上部坡口宽度为25mm Jr. 右。坡口倾角坏缝1.5沪I纵缝2泸，即能满是 操作要求C焊丝直径 从捉高焊接熔敷率考虑，应尽杲 选择直径较粗的

8、焊丝；从焊缝成形和脱渣性考虑，应 选择直径较细的焊丝c但当直径小于3n)m时，焊丝 刚性小，挺度不够，很难保持与坡口侧壁间距.丙易 产生未熔合缺陷。我厂对于毎层双道焊匚艺，均使川 Hmm的焊丝，焊縫质最满定耍求。7© 1994-2010 China .Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserxed. httpWAki.nei7© 1994-2010 China .Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserxed

9、. httpWAki.nei7© 1994-2010 China .Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserxed. httpWAki.nei(3焊丝至侧壁间距 窄间隙埋弧焊最容易出现看，采用窄间隙埋孤焊以后，产品焊接试板性能检査 3© 1994-2010 China .Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 未熔合缺陷，这就取决于焊丝至侧壁同距。从未出现过不合格现象。通过试确毎：焊丝至侧壁,间距为

10、253-Ommo由于采用了侧向跟踪技术，焊缝没有出现未六.经济分析 3© 1994-2010 China .Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 熔合缺陷。当焊接环缝时，为了补偿汽包在转动中产 生的轴向位移，我们配备了 MRS150防轴向窜动滚轮 架.从而使焊丝与坡口fl!|壁的相对位置恒定，葆证坡 口侧壁完全熔合。(4)焊接电流£电压焊接电流、电压是确定焊缝成形、熔深和脱渣性的重要参数。在保证其他性能 良好的情况下，尽可能使用偏大电流.以提高焊缝的 熔敷率。使用04min的焊丝

11、视其坡口形戎不同、层 次不同，一般电流为500-600A之间。焊接电压太 低与坡口侧壁熔合不好7电压太高.焊道波纹粗犬且 易咬边。一般电压为2931 V最合适。(5)焊接速度焊接速度是决定焊接线能量和焊 道成形的重要参数。适当的焊接速度是保证熔池对侧 壁足够润星的重要条件。从缩小热影响粗晶区的宽 度，改善接头各区的韧性应尽可能选择高的焊接速 度。但为了与侧壁可靠的熔合，焊接速度一般以24 -26m/h 为宜。五、窄间隙埋弧焊接头力学性能和无损 检验我厂工艺试验和产品焊接的力学性能列于附表 中。产品焊缝的无损检验、分为K射线照像、超声 波探伤和磁粉探伤，其性能均优于帚规埋弧焊 接头c从生产的两台

12、200MW.两台350MW锅炉汽包窄间隙埋弧焊与常规埋弧焊工艺相比，由于坡口 间隙小，生产效率高，所以可节约大量焊丝、焊剂和 电能。被焊工件壁厚愈大，经济效益愈显著，八般可 节约焊丝40%45%。另一方面，窄间隙埋弧焊自 动化程度高，坡口侧壁及高度都能自动跟彖。施焊 时，焊接电流、电压、焊接速度可以预置且由微机控 制显示，焊接过程中可以随时进行调整.焊接质量一 次合格率可达99%以上。厚壁容器退修是非常困难 的，所以焊縫无返醪，经济效益则更可观。七、结论(I)窄间晾埋弧自动焊接技术和工艺是国内外生产厚壁锅炉汽包及容器的最佳工艺。焊缝质量好, 生产效益高。(2)使用窄间隙埋弧焊焊接汽包纵缝难度较

13、大, 必须严格控制坡口的制备和装配质it以需足焊接机 头侧壁跟踪的要求，适时地进行规范调整，才能焊接 出高质量的焊缝。(1) 汽包纵、环缝焊接好后，要经过不同的温度 进行热处理。为了保证焊缝在经过热处理后具有良好 性能，必须选用不同的焊丝与焊剂进行匹配。焊剂必 须脱渣性好，便于風收。窄间隙埋弧焊焊缝接头的强度性能和冲击韧 度均明显优于常规埋弧焊焊缝接头，由此提高了宦力 容器的整体强度和抗脆断能力° 3© 1994-2010 China .Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 3&

14、#169; 1994-2010 China .Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, BHW35钢窄间隙埋弧焊焊接接头力学性能钢号热处理 状态抗拉强度断口 位呈冲击吸收功金相组织冷弯D = 3«部位务/MPa%/MPa部位Akv/JBHW353E火_焊縫45& 450442,408716,686673,652焊外焊上焊缝52,52,51S + P(焊缝)145mm回火全焊缝439503,516676636, 650焊上热影 响区232,237.151SF+P(热影响区)合格(纵 St)退火(400V )446,459535,548焊上BHW35焊縫520,512522、