零部件堆焊及預(yù)后熱及熱處理工藝

/零部件堆焊Q/GY－A/０－01—20１3待堆焊面的處理金加工的待堆焊表面不得有擠壓或魚鱗狀痕跡，粗糙度不得低于；無縫鋼管或管件待堆焊表面需用拋光砂輪進(jìn)行拋光處理,表面不得有銹跡；卷制接管或筒節(jié)堆焊前其焊縫在待堆焊面一側(cè)必須打磨至與母材平齊；坡口待堆焊表面;坡口需堆焊的設(shè)備一般均用于高溫、高壓環(huán)境,其待堆焊表面均采用機(jī)加工方法成型，在待堆焊面機(jī)加工過程中，必須根據(jù)不同的坡口堆焊要求畫出機(jī)加工方案圖,圖中需反映出初加工坡口形式和堆焊后坡口形式，方案圖中還需充分考慮堆焊時的襯墊；各種形式坡口的加工圖樣:（見圖１。4．2）圖1.4。2圖樣1-———加工時先按圖預(yù)留A處金屬并開一９0°的槽,堆焊金屬為B和圖中涂紅部分，后續(xù)加工去除A、B處金屬即為所需的坡口部分(涂紅處);管板鍛件訂貨時需按最大外圓直徑和厚度訂貨。圖樣2—-－—－為球形封頭坡口之一,為防止在堆焊過程中熔敷金屬向下流動，在坡口金屬流動方向的底部需加一與基體材質(zhì)相同的襯墊,此墊尚加工一圈底部圓角過渡的深約3mm,寬度略高于所需堆焊層高度的凹槽，若封頭用鋼板壓制則墊板可制作成錐形,其錐角可根據(jù)封頭的上、下圓直徑和封頭高度確定。待堆面加工時可按圖樣規(guī)定一次加工成形.圖樣3-—為另一種坡口形式，其多用于筒節(jié)上與封頭上，為保證堆焊層質(zhì)量并有一定的加工余量,其堆焊層必須在寬度和高度方向上均需多堆焊４－5mm，為此在加襯墊時需采取一些削薄處理，但組對時其原厚度處必須與待堆焊面平齊。圖樣二的凹槽也與此相同。堆焊所用各種襯墊其材質(zhì)必須與基體材質(zhì)相同，襯墊的凹槽底部向高度方向過渡時必須有一Ｒ.3以上的圓角。坡口加工時表面不得有擠壓或魚鱗狀痕跡,粗糙度不得低于，角度允差為±1°.槽形待堆焊處的轉(zhuǎn)角必須加工成圓角過渡,其圓角半徑不小于３mm。所有待堆焊表面必須嚴(yán)格清理干凈,徹底去除表面油、銹等雜物，見金屬光澤,并進(jìn)行１０0％ＭT檢查。各種零部件堆焊工裝的準(zhǔn)備直徑ＤN15０~DN300管子及管件內(nèi)部堆焊工裝小直徑管子管件堆焊時一般采用氣保焊堆焊，其工裝主要采用臥式車床，如圖２.1所示,將工件夾持在車床機(jī)頭上，將二氧化碳?xì)獗：负赴淹ㄟ^一夾具安裝在車床刀架上，根據(jù)不同的轉(zhuǎn)速與進(jìn)刀量進(jìn)行堆焊作業(yè)；圖2．1管板表面、封頭坡口表面、接管及法蘭表面堆焊工裝這幾件工件堆焊時,均是將工件夾持在焊接變位機(jī)上，安裝時必須保證工件的圓心與變位機(jī)轉(zhuǎn)盤圓心重合，一般是根據(jù)變位機(jī)轉(zhuǎn)盤上不同直徑的同心圓畫出工件的圓周，再將工件放在此圓周上用夾具夾緊即可,如圖2。２所示：管板表面堆焊時一般采用帶極堆焊，而接管及法蘭表面堆焊如非鎳基焊材堆焊,采用的是CO２保護(hù)焊，鎳基焊材堆焊則多是采用手工電弧焊，當(dāng)采用ＣＯ2保護(hù)焊時，還需將焊把固定在具有縱向移動的機(jī)架上.圖2。2變位機(jī)轉(zhuǎn)盤可從水平位置到垂直位置翻轉(zhuǎn)，這樣可根據(jù)工件不同的焊接形式使焊接位置始終保持在最佳位置.當(dāng)用ＣO２保護(hù)焊時若需使焊把有一縱向移動功能時,則僅需在適當(dāng)?shù)母叨戎谱饕黄脚_,將焊把固定在半自動割氣割機(jī)上，則可實(shí)現(xiàn)自動堆焊.筒體內(nèi)表面及重大于2500Ｋg的筒節(jié)坡口表面堆焊工裝由于工件較重且長此時就將工件放在滾輪架上，焊接時可采用各種方法。堆焊順序換熱器管板堆焊時變位機(jī)轉(zhuǎn)盤處于水平狀態(tài)，堆焊采用帶極堆焊或CO2堆焊,用帶極堆焊時從離圓心約１00ｍｍ處開始向外圓周逐圈堆焊，中心和最外圈一般采用電弧焊或CO2進(jìn)行補(bǔ)缺，堆焊首先用過渡層焊材，當(dāng)過渡層全部堆焊完畢并檢測合格后，才可進(jìn)行耐蝕層堆焊。法蘭及接管堆焊時，先堆焊法蘭頸部及接管內(nèi)表面,再堆焊法蘭密封面。坡口堆焊-—凡需進(jìn)行坡口堆焊的工件一般均是為了焊接后避免重復(fù)熱處理,為此坡口堆焊均為鎳基焊材，具體堆焊須序如圖3．3所示：圖3。3管板坡口堆焊:將管板安裝在變位機(jī)轉(zhuǎn)盤中心，使轉(zhuǎn)盤翻轉(zhuǎn)90°，堆焊時按圖3。３.１中編號順序堆焊，在堆焊第3部分時需將轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)一定角度，以方便堆焊。堆焊時需保證有足夠的加工余量,焊后再按圖樣規(guī)定加工坡口.圖3.3．１封頭上或小型工件雙Ｖ型坡口封頭上或工件重量小于2５０0Kｇ的工件上坡口堆焊時，由于可在變位機(jī)上進(jìn)行，焊接位置可調(diào)至最佳，堆焊時按右圖所示須序進(jìn)行堆焊。V型坡口堆焊只需按右圖堆焊1、2兩處即可。筒體上雙V型坡口堆焊順序見左圖。堆焊第1部分時筒體放在滾輪架上，堆焊時盡量堆得高一點(diǎn)，堆焊第2部分時將筒節(jié)豎直擺放，堆焊第3部分時將筒節(jié)放在滾輪架上。堆焊時均采用手工電弧焊，焊后上立車車削坡口至圖樣規(guī)定。圖3。3．３筒體堆焊筒體內(nèi)部堆焊僅需將筒節(jié)放在滾輪架上按工藝堆焊。堆焊防變形措施管板堆焊時必須沿周向堆焊，不得沿徑向堆焊。筒節(jié)堆焊時不得采用縱向堆焊,當(dāng)用帶極堆焊時應(yīng)采用周向逐圈的同心圓堆焊方法.而手工電弧焊堆焊時，采用對稱的沿筒體周向的退步法焊接.各類坡口堆焊時，當(dāng)焊接第一部分時必須使用周向的對稱焊接，焊接第2－3部分時若條件允許也使用沿周向?qū)ΨQ退步法焊接,若采用徑向焊接時每一處一根焊條焊完后，須在與其對稱的方位焊接另一根焊條，下一對稱點(diǎn)與前一處需相差9０°左右。局部補(bǔ)焊時可不受以上措施限制。堆焊層質(zhì)量要求采用帶極堆焊時焊道搭接量需控制在6~8mm之間,焊條電弧焊堆焊時，焊道間的重疊搭接不得少于焊道寬度。堆焊后焊道間高低差不得大于０。5mm，堆焊層表面不允許存在焊道之間及焊縫與基體材料間的咬邊缺陷。過渡層與耐蝕層堆焊后均需分別進(jìn)行ＵT檢查，檢測焊縫與基體之間的熔合情況和各焊層高度。堆焊后及時對飛濺物及焊道兩側(cè)的雜質(zhì)進(jìn)行清理,堆焊層表面不得存在氣孔、夾渣等缺陷。堆焊后工件幾何尺寸必須符合圖樣要求，對于焊接變形必須嚴(yán)格加以控制，對于工藝中有要求采取防變形措施的,必須確保措施到位。堆焊過程中必須嚴(yán)格控制層間溫度,一般為過渡層焊接時層間溫度大于耐蝕層堆焊層間溫度.鎳基焊材施焊時，必需保持環(huán)境的清潔，減少粉塵的產(chǎn)生,如無法劃定專用焊接場地，可采用搭設(shè)帶排煙設(shè)施的簡易房在房內(nèi)施焊。堆焊時必需做到認(rèn)真自檢，爭取一次施焊合格。預(yù)后熱及熱處理Q/GＹ—Ａ/０—０2—2013工藝預(yù)后熱及層間溫度、熱處理恒溫溫度、后熱時間、熱處理恒溫時間應(yīng)按設(shè)計圖紙、ＧB15０等標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。需要預(yù)熱的焊件在整個焊接過程中應(yīng)不低于預(yù)熱溫度和層間溫度.當(dāng)用熱加工法下料、開坡口、清根、開槽或焊監(jiān)時焊縫(包括點(diǎn)焊）時，亦需考慮預(yù)熱要求,預(yù)熱的溫度同正式焊接預(yù)熱溫度.在Ｃr—Mo鋼材質(zhì)的工件上點(diǎn)焊時其預(yù)后熱要求同正式焊接的預(yù)后熱要求.焊接工藝技術(shù)人員根據(jù)每臺設(shè)備（部件）不同材質(zhì)、壁厚，按照標(biāo)準(zhǔn)計算后具體編制熱處理工藝卡。對低合金鋼如16MｎR、１6MｎDR預(yù)熱100~150℃，厚度大于６０mm時,預(yù)熱２00℃；對Cr-Mo鋼預(yù)熱150～2５０℃；如材料有消氫要求，消氫溫度350~4０0℃。操作者按熱處理工藝和熱處理設(shè)備操作規(guī)程進(jìn)行熱處理。焊件進(jìn)爐前爐內(nèi)需預(yù)先升溫,其溫度不得低于焊接過程中的層間溫度要求且不得高于400℃。焊件升溫至400℃后，加熱區(qū)升溫速度不得超過6500／δ℃/h，且不得超過20０℃,最小可為５0℃／h。焊件升溫期間，加熱區(qū)內(nèi)任意長度為500０mm內(nèi)溫差不得大于12０℃.焊件保溫期間，加熱區(qū)內(nèi)最高與最低溫度之差不宜大于6５℃。升溫和保溫期間應(yīng)控制加熱區(qū)氣氛，防止焊件表面過度氧化。焊件溫度高于400℃時,加熱區(qū)降溫速度不得超過6５00/δ℃/h,且不得超過26０℃,最小可為50℃/h。焊件出爐時，爐溫不得高于４００℃，出爐后應(yīng)在靜止的空氣中冷卻。熱處理推薦的恒溫溫度:２０R等600～620℃；１6ＭnＲ等620℃±２0℃;15ＣrMoＲ、1.２5Cr0.５Mo：６80±1５℃;2．２５Cr1Ｍo:680～72０℃；09MnNiDR等5６0～58０℃;調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼５8０±１0℃;對于采用以上材料為基層的復(fù)合鋼板焊后熱處理推薦恒溫溫度:１5ＣｒMoＲ+奧氏體不銹鋼600℃;2．25Cr－1Mo＋奧氏體不銹鋼675℃；16MnＲ+奧氏體不銹鋼550℃.具體溫度以熱處理工藝為準(zhǔn).預(yù)后熱有預(yù)后熱要求的焊縫坡口加工時應(yīng)盡量考慮減少筒節(jié)內(nèi)部的焊接工作量，采用坡口內(nèi)小外大或外側(cè)雙Ｖ形的形式。采取局部預(yù)熱時,應(yīng)防止局部應(yīng)力過大。預(yù)熱的范圍為焊縫兩側(cè)各不小于焊件厚度的3倍，且不小于150mｍ.筒體縱、環(huán)縫及管子-管板焊縫焊前預(yù)熱采用履帶式電加熱器，縱、環(huán)縫需先焊里口時加熱器固定在外部，內(nèi)部用保溫棉保溫，當(dāng)加熱溫度達(dá)到所需的預(yù)熱溫度時需恒溫1h，再行焊接，反之需在內(nèi)部加熱.管子—管板焊縫由于換熱管連接的緣故，大大增加了傳熱速率，需在邊加熱邊焊接的環(huán)境下施焊。管板環(huán)縫、封頭斜接管、變徑段接管等不規(guī)則形體的工件施焊前預(yù)熱最好采用進(jìn)爐預(yù)熱，已鉆好孔的管板出爐后需立即封堵好兩側(cè)的管孔.Cr—Mｏ材質(zhì)的焊縫組對盡量采用輔助工裝組對，減少點(diǎn)焊工作。如縱、環(huán)縫組對可采用抱箍、脹圈組對，接管可用胎具組對,管板相連的環(huán)縫可用專用夾具組對，組對后預(yù)熱，預(yù)熱后即行焊接。局部預(yù)熱時測溫點(diǎn)設(shè)置在離焊口30~50ｍm處。進(jìn)爐預(yù)熱時可用爐內(nèi)的溫控儀,但恒溫時間必須在３小時以上.后熱或消氫處理必須在焊后1０min內(nèi)進(jìn)行.Cｒ—Mo鋼的消氫處理盡量采用進(jìn)爐的方式，且進(jìn)爐前爐內(nèi)溫度需預(yù)先升至焊件的層間溫度.若必需采用局部消氫處理時,需注意在加熱器升溫過程中焊件溫度不得焊縫的層間溫度,否則需用火焰加熱維持焊件溫度。焊接過程中必需隨時監(jiān)控層間溫度，層間溫度測量點(diǎn)為焊接側(cè)的離焊口30~50mm處,除管子—管板焊口的溫度維持采用電加熱方法外，其余焊縫的溫度維持均采用專用的丙烷氣噴槍，當(dāng)1-2個噴槍無法維持溫度時,需將多個噴槍固定在專用的半環(huán)形支架上同時加溫維持。鎳基堆焊時溫度維持不得采用火焰加熱，以防滲碳。Cｒ—Mo鋼材質(zhì)施焊過程中一旦發(fā)生焊機(jī)故障，先行進(jìn)行溫度維持，同時立即檢修焊機(jī)和熱處理爐升溫做好消氫處理準(zhǔn)備,如焊機(jī)一時無法修復(fù),立即進(jìn)行消氫處理。見證資料齊全，無損檢測、整體檢查合格,辦理審批報告后，方可進(jìn)行熱處理。預(yù)焊件應(yīng)在熱處理前焊完，熱處理后不得直接在受壓部件上施焊。熱處理爐內(nèi)整體熱處理設(shè)備裝爐前，合理放置兩個強(qiáng)度足夠的配套鞍座，保證設(shè)備支撐點(diǎn)受力均勻，以防止熱處理變形.管箱、人孔蓋、封頭等部件單獨(dú)熱處理時，需將密封面朝上，封頭曲面朝下平放在合適的短管上，保證其穩(wěn)固可靠。分段筒體進(jìn)爐前，兩端口利用φ108×6鋼管進(jìn)行米字型加固,且將有內(nèi)件的筒體轉(zhuǎn)至內(nèi)件長度方向垂直擺放。設(shè)備上螺栓不得隨爐熱處理。熱處理前，操作者必須提前核實(shí)供電情況，避免熱處理過程中因突然停電而造成質(zhì)量事故。Ｃｒ-Mo材質(zhì)工件補(bǔ)焊、焊縫修磨補(bǔ)焊處的缺陷必須予以徹底清處，缺陷清除后的凹坑可用滲透或磁粉探傷方法進(jìn)行檢查。凹坑的形狀應(yīng)適宜于焊接。補(bǔ)焊前應(yīng)在包括修補(bǔ)部位外側(cè)5倍板厚（且不小于100ｍｍ）的范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱溫度同焊接工藝要求.采用平焊、橫焊和向下立焊的焊接位置進(jìn)行補(bǔ)焊，補(bǔ)焊層數(shù)不小于兩層。補(bǔ)焊焊縫余高一般凸起鋼材表面１.5～2ｍm,然后應(yīng)打磨平整.補(bǔ)焊后的表面應(yīng)進(jìn)行磁粉或滲透探傷,補(bǔ)焊深度大于4mm者，補(bǔ)焊后尚需進(jìn)行射線探傷.焊縫修磨應(yīng)在工件消氫處理前且溫度不低于預(yù)熱溫度的情況下進(jìn)行,修磨過程也需采取溫度維持措施。焊縫修磨或清除缺陷后的凹坑深度，自母材表面起測量,不應(yīng)超過板厚的２/3,如仍有缺陷未清除干凈,應(yīng)在此狀態(tài)補(bǔ)焊,然后從背后鏟根后再作補(bǔ)焊.局部熱處理時單側(cè)加熱寬度不得小于工件壁厚的3倍，熱電偶應(yīng)設(shè)在加熱器背面離焊縫30～5０mm左右，如設(shè)在加熱器下面,熱電偶與加熱器須用20ｍm硅酸鋁保溫棉隔開，且熱電偶須與件貼緊固定牢固.局部補(bǔ)焊和筒體環(huán)焊縫采取局部熱處理時，焊縫每側(cè)加熱寬度不得小于容器厚度的5倍（且不于10０ｍm)；接管與容器相焊的整圈焊縫熱處理時，加熱寬度不得小于殼體厚度的6倍（且不小于1０0ｍm）。為防止產(chǎn)生有害的溫度梯度,在加熱帶邊緣測得的溫度應(yīng)不低于保溫溫度的1/2。為此,應(yīng)在加熱帶外和/或焊縫內(nèi)側(cè)設(shè)置足夠?qū)挾鹊谋貛?，保溫帶的寬度一般?yīng)為加熱帶寬度的1倍以上