焊接参数对电站锅炉奥氏体钢小口径管焊接接头性能的影响

本文选取超临界、超超临界电站锅炉受热面小口径管中SA-213 S30432、SA-213 T91+SA-213 TP347H两种典型的奥氏体同种钢及异种钢焊接接头进行了手工钨极氩弧焊常规焊接参数与非常规焊接参数的对比试验。试验结果显示,采用非常规参数的对接焊接接头在常温冲击韧性、断口检查、金相检验中出现了多种问题,而且由于RT无损检测的局限性,对小口径管对接焊缝中的未熔合等缺陷很难检出,造成电厂运行中的隐患。因此,奥氏体钢及其异种钢的手工钨极氩弧焊须合理选取焊接工艺参数,以获得良好的常温性能及内在质量,从而保证高温运行寿命。

时效时间对SP2215同种钢焊接接头微观组织和力学性能的影响

采用手工钨极氩弧焊(manual-gas tungsten arc welding,M-GTAW)和ERNiCr-3焊丝制备了SP2215小径管焊接接头,分析了650℃时效不同时间后接头的微观组织、力学性能及拉伸断裂机理.结果表明:焊态下SP2215母材组织由奥氏体和少量孪晶及一次NbN和Z相组成,焊缝金属以完全奥氏体组织凝固形成柱状晶,Nb元素在枝晶间偏析并形成呈链状分布的一次NbC相;时效50 h后SP2215母材奥氏体晶界处开始析出M23C6,并随时效时间延长逐渐粗化,同时焊缝枝晶间逐渐析出NbC相,并随时效时间延长逐渐形成团簇状;母材和焊缝显微硬度均随时效时间延长而升高,均在时效500 h时达到最大值且母材硬度始终高于焊缝硬度;不同时效时间接头室温拉伸时均以韧性方式在焊缝处断裂,但起裂位置和断裂方向随时效时间的延长发生改变,时效0~114 h时以横向拉断柱状晶的方式断裂,起裂位置为枝晶间一次NbC粒子,时效时间为500~2012 h时以平行于柱状晶方向断裂,起裂位置为枝晶核心;650℃高温拉伸时接头断裂位置随时效时间延长逐渐从焊缝向SP2215侧转变,时效0~114 h时以韧性方式在焊缝处断裂,时效2012 h时以准解理方式在SP2215侧断裂.

12Cr2Mo1钢药芯焊丝电弧堆焊ENiCr3T0-4工艺研究

采用药芯焊丝电弧焊研究了在12Cr2Mo1钢基材上堆焊Inconel 600(ENiCr3T0-4)耐蚀层的工艺性能。此工艺技术主要用于实现压力容器法兰圆角处、环缝补焊部位等的堆焊过程。通过对试件的堆焊层无损检测以及化学成分、宏观及微观组织、力学性能和耐晶间腐蚀性能的理化性能检验项目进行验证,结果表明,采用该焊接工艺方案,可以获得优质的堆焊焊道,堆焊层的各项性能满足标准要求。

先进超超临界锅炉用钢Sanicro25焊接接头性能的试验研究

为了研究Sanicro 25的焊接工艺性和接头力学性能,采用热丝TIG焊对新型奥氏体不锈钢管Sanicro 25进行焊接,并采用喷水工艺控制层间温度,按JB/T 4730标准对焊接接头进行RT检测,进行拉伸、弯曲、冲击试验和金相组织分析。试验结果表明:Sanicro 25焊接性能良好,接头性能满足材料要求,焊接接头在700℃高温持久试验外推1×10~5h强度能满足材料在650℃~700℃工况条件下长期使用运行。

FCAW堆焊E309LMoT1-4的焊接工艺和接头性能研究

为了研究堆焊单一E309LMo T1-4熔敷金属的焊接工艺和接头性能,采用药芯焊丝气体保护焊(FCAW)在14Cr1Mo R基体上堆焊双层E309LMo T1-4焊丝,焊接过程中严格控制焊接热输入和采用有效的消应力退火热处理制度,保证堆焊层顺利通过无损检测、无损检测、力学性能和金相组织分析等理化性能检测。试验结果表明:采用药芯焊丝气体保护焊(F C A W)堆焊双层E309LMo T1-4焊丝时堆焊层的塑韧性能满足要求,但铁素体数量超过12,适合用在对耐蚀性要求不高的容器产品中。

SA-213T91管子与奥氏体不锈钢承载附件焊接的焊材选择

为研究SA-213T91管子与不锈钢承载附件是否可采用AWS E9015-B9焊材,本文采用手工氩弧焊+焊条电弧焊的方法对SA-387Gr91+06Cr25Ni20异种钢进行焊接。对焊接接头进行RT检测、室温力学性能检测和金相显微组织分析。从焊接工艺评定和模拟件焊接试验的角度认为,SA-213T91小口径管子与承受载荷的奥氏体不锈钢附件之间焊接,可以选用合金钢焊材AWS E9015-B9。

电流辅助钛/铝异种合金激光熔钎焊的特性

采用电流辅助激光熔钎焊的方法对钛/铝异种合金的焊接特性进行研究。结果表明:激光功率对钛/铝异种合金接头的力学性能及微观组织有着明显的影响;辅助电流可有效地降低焊接过程中所需的激光功率,促进焊丝及铝合金母材的熔化,提高液态金属对母材的润湿铺展能力,在一定程度上促进了界面反应。

燃煤电站锅炉吊挂管自动化焊接生产线

燃煤电站锅炉吊挂管为小批量焊接结构,涉及材质种类多、结构复杂。焊接特点为:存在焊接变形,焊接材料为合金耐热钢和不锈钢,异种钢焊接。吊挂管原焊接方法为焊条电弧焊,焊接效率低、质量稳定性差、工人劳动强度高。吊挂管自动化焊接生产线实现了电站锅炉产品中角板两侧对称的吊挂管自动化焊接,包括上料、点焊、焊接、下料、转运等全流程。经过试验,该生产线焊接的焊缝成型均匀一致,满足标准要求,焊接合格率超过99%,目前该设备已经在1000 MW超超临界锅炉、600 MW超超临界锅炉等国内外诸多燃煤电站锅炉项目中大范围应用。

700℃关键部件验证试验平台用617B合金焊接接头组织和力学性能研究

采用热丝TIG焊和手工TIG焊分别对617B合金进行焊接工艺试验,对焊接接头进行拉伸、弯曲和硬度试验,并利用光学显微镜分析了焊接接头的微观组织.结果表明:617B合金焊接接头的延展性能良好,焊接接头力学性能和硬度值均在理想范围内;焊接接头母材和热影响区组织为单一奥氏体,并且热影响区热稳定性较好,靠近熔合区的晶粒未发现长大现象,整个热影响区宽度较窄;焊缝组织为典型的胞状枝晶形态.控制层间温度和工艺参数可成功将617B合金应用到700℃关键部件验证试验平台上,且不需要焊后热处理.

Inconel740H镍基合金与Haynes282镍基合金的焊接接头组织和力学性能

采用热丝TIG焊方法对Inconel740H镍基合金与Haynes282镍基合金异种材料进行焊接,并对采用Inconel Filler Metal 740H镍基合金焊丝和Haynes 282 Wire镍基合金焊丝两种不同焊接填充金属分别经过两步时效强化热处理(1010℃/2 h/空冷+788℃/8 h/空冷)和一步时效强化热处理(800℃/4 h/空冷)后的接头拉伸性能、弯曲性能、硬度和微观组织进行对比分析。试验结果表明,焊接接头的抗拉强度均大于1035 MPa,弯曲试验均合格,焊接接头的硬度均大于314 HV。焊接接头金相组织检验合格,焊缝组织均为奥氏体,焊缝内的晶界处均存在细小的碳化物析出,未发现有害相的析出。

焊接参数对电站锅炉小口径管焊接接头性能的影响

本文选取电站锅炉小口径管中12Cr1MoVG、SA-213 T91,SA-213 TP347H进行了手工钨极氩弧焊常规焊接参数与非常规焊接参数的对比试验。试验结果显示.采用非常规参数的对接焊接接头在硬度、常温冲击韧性、断口检查、金相检验中出现了多种问题,而且由于RT无损检测的局限性,对小口径管对接焊缝中的未熔合、微裂纹等缺陷很难检出,造成电厂运行中的隐患。因此,小口径管手工钨极氩弧焊的焊接参数应在保证大批量焊接质量的前提下合理选取。

350MW塔式炉蛇形管部件主要工艺技术研究

本文章在总结超超临界塔式锅炉成熟的制造工艺基础上,对350MW超临界塔式炉蛇形管部件编制工艺方案,对受热面结构进行简介并提出制造关键控制点及解决措施,保证产品的顺利产出。

能量排布方式对双光束激光填丝焊温度场与应力场的影响

建立了面热源+双圆柱体热源的双光束激光焊接热源模型,并结合Marc有限元软件,对光束间距为0.6 mm的双光束激光填丝焊接铝合金的温度场和应力场进行了数值模拟,分析了不同能量排布方式对焊缝熔池温度分布特征及其残余应力的影响.随着光束与焊缝中心线所成角度的减小,热源熔化效率逐渐减小;焊后焊缝区残余应力主要为纵向拉应力,能量排布方式对残余应力最大值的影响不明显,其主要影响残余应力分布区域范围和焊接工件角变形.

VM12耐热钢焊接接头力学性能和微观组织的研究

采用热丝TIG的方法制备VM12材料焊接接头,对焊态、焊后退火态以及时效热处理态接头的力学性能和金相组织展开研究。焊后观察到焊缝为马氏体+残余奥氏体组织,且焊缝硬度很高,经退火热处理后焊缝转变为回火马氏体,硬度降至300HV10左右;接头经600℃和650℃时效热处理后,微观组织变化很小,材料高温稳定性较好。

Q345R中厚板对接焊缝缺陷分析

针对厚度70 mm左右的Q345R中厚钢板对接焊缝超声波检测出现缺陷的问题,采用金相检验、扫描电镜、能谱分析等方法对出现焊接缺陷以及未出现缺陷的钢板进行对比研究,分析了Q345R中厚板在埋弧焊过程中,厚度中心处热影响区出现缺陷的主要原因。结果表明,缺陷类型属于热裂纹中的液化裂纹。缺陷产生的原因一方面是轧制过程中硫化物等夹杂物在钢板边缘聚集,导致了局部杂质元素含量超标,另一方面由于钢板厚度中心处偏析导致的碳、锰元素含量升高,导致中心区域力学性能下降,在焊接循环热应力的作用下裂纹从应力集中处产生,并沿热影响区扩展。通过控制母材偏析程度、减小返修焊接热输入等方法,可减少缺陷的产生。

16Mo3钢管弯曲成型后微观组织及力学性能研究

采用拉拔式弯曲方法制备16Mo3材料弯管试样,经过695℃恒温0.5 h和1􀆰0 h退火热处理后进行维氏硬度测试和微观组织分析。试验结果表明:经过695℃/1.0 h热处理后,弯管试样不同位置处的硬度由200 HV10以上降至约150 HV10,且原来畸变的晶粒也转变为等轴晶状。

VM12与SA-213TP347H异种钢焊接接头微观组织及力学性能

为研究VM12耐热钢与SA-213TP347H奥氏体不锈钢焊接接头的性能,采用钨极惰性气体保护焊的方式连接两种材料,利用光学显微镜观察接头微观组织,并进行一系列力学性能测试,研究了在试验工艺参数下异种钢接头的显微组织特征及各项力学性能指标。试验结果表明,使用镍基合金焊材连接马氏体和奥氏体材料,可以得到质量良好的奥氏体+铁素体组织焊缝,异种钢焊接接头具有良好的室温抗拉性能、弯曲性能及冲击韧性,但VM12侧热影响区与焊缝间硬度差值较大;经过长期服役后可能会降低焊接接头整体的延展性,容易在此区域产生缺陷。

带极埋弧堆焊EQ309L的焊接工艺和接头性能

为了研究堆焊单一E309L熔敷金属的焊接工艺和接头性能,采用埋弧焊(SAW)在14Cr1MoR基体上堆焊一层EQ309L焊带,焊接过程中严格控制焊接热输入和采用有效的消应力退火热处理制度,保证堆焊层顺利通过无损检测以及弯曲、化学、铁素体数量、硬度试验、金相组织分析和晶间腐蚀等理化性能检测。结果表明,采用埋弧焊(SAW)堆焊单层EQ309L时堆焊层的塑韧性能满足要求,晶间腐蚀试验合格,可以用在压力容器的表面堆焊中。

SP2215/T92异种钢焊接接头微观组织与力学性能研究

采用手工钨极氩弧焊和ERNiCr-3焊丝制备了SP2215/T92异种钢钢管焊接接头,研究了热处理前后接头的微观组织,力学性能及拉伸断裂机制。结果表明:焊缝金属以完全奥氏体组织凝固成柱状枝晶,Nb元素在枝晶间偏析并形成富Nb第二相粒子,焊后热处理对焊缝组织无显著影响;T92与焊缝金属界面以及SP2215与焊缝金属界面均存在岛状或半岛状宏观偏析,跨T92与焊缝金属界面存在一定程度的碳迁移,而跨SP2215与焊缝金属界面碳迁移现象不明显,焊后热处理对宏观偏析和碳迁移无显著影响;T92侧粗晶热影响区硬度最高,细晶热影响区硬度次之,临界热影响区硬度最低,焊后热处理显著降低了粗晶热影响区和细晶热影响区硬度,改善了T92热影响区的微观组织和力学性能;T92侧熔合线附近形成了δ铁素体,是整个接头硬度最低区域,焊后热处理对δ铁素体的硬度无明显影响;焊态和热处理态接头室温拉伸均在焊缝处以韧性方式断裂,而650℃高温拉伸时均在T92侧以韧性方式断裂。