管板堆焊后变形分析及其控制措施

1 前言化工、炼油设备中常有铁素体钢上大面积堆焊奥氏体不锈钢,它不但保证了设备的设计强度,同时也保证了与介质接触面的抗腐蚀要求,具有很高的使用性和极大的经济价值。但是由于焊接热循环带来非常复杂的残余应力,造成十分复杂的几何变形,常常造成产品几何尺寸不能满足要求,有时还会因焊接本身的冶金特点及其组织变化,在堆焊层造成局部或全面的堆焊层剥离,甚至导致产品失效。但是只     

MSR 管板的镍基合金堆焊

我公司生产的MSR(MOISTURE SEPARATOR REHEATER:汽水分离再热器)是岭奥核电站的产品,由我公司与法国阿尔斯通公司(ALSTOM)合作生产.由于是核电产品,制造难度大,质量要求高.其中的新蒸汽再热器和乏蒸汽再热器的管板材质为 ENBS 1503 223-490,需要堆焊 INCONEL 625.ENBS 1503 223-490 是法国钢材,它的化学成分见表1.     

大直径管板的带极堆焊

对大直径16MnR厚板采用带极堆焊进行了试验分析和焊接工艺评定，得到了最佳堆焊工艺参数，解决了焊后管板变形的问题，成功完成了产品的制造。     

换热器管板堆焊工艺

以某石化公司油浆蒸汽发生器的管束制造为例,针对换热器管板堆焊变形大、容易产生堆焊裂纹等特点,通过采用反变形法,制定合理的焊接工艺和焊接顺序,确保了管板的制造质量.     

基于ABAQUS的管板堆焊动态模拟及其应力特性

针对某企业换热器管板堆焊试验及其工艺技术方案,利用ABAQUS软件模拟在高强度基体合金材料上堆焊过渡合金材料(软质或防腐蚀),得到焊后温度场和应力场的分布规律,并用试验结果验证了堆焊数值模拟结果的合理性,确定了适合此管板堆焊的热源模型及参数。同时,堆焊动态模拟研究结果为堆焊试验提供了充分的理论依据,为优化堆焊工艺及堆焊方法奠定了基础。通过理论研究与试验验证相结合的方法,在满足管板性能及其材料强度等相关技术要求前提下,减少了试验成本和时间,缩短了生产制造周期,对制定焊接工艺有指导性意义。     

换热器管板堆焊不锈钢的工艺改进

16Mn换热器管板埋弧焊堆焊不锈钢时易出现热裂纹,分析其产生原因是:熔合比较大引起堆焊焊缝局部含碳量偏高、碳迁移引起堆焊焊缝形成增碳层、拉应力的产生。改进焊接工艺,包括焊材选用、焊接电流、焊接速度等,有效防止了热裂纹的产生。     

钻孔后管板堆焊层的超声波检测

在钻孔后管板堆焊层的超声检测中,为提高检测速度同时保证检测质量,在MB5F单晶直探头初步检测的基础上,采用MSEB4H双晶直探头和VSY70双晶纵波斜探头对管桥部位可疑信号进行精确检测。经对管板模拟试块和钻孔后管板堆焊层的检测,验证了对于非正常堆焊层,采用常规探头和特殊探头的组合检测,可以提高检测速度并保证堆焊层检测质量。     

大厚度管板的堆焊

介绍了采用带极堆焊焊接管板的工艺，通过采取预留反变形和合理的焊接工艺控制焊接变形，最终达到了设计要求。     

管板堆焊镍基合金625焊接工艺

镍基合金625是一种既具有高强度又有优异耐蚀性能的材料,在石油化工领域应用广泛,介绍了镍基合金625的焊接特点及焊接过程中的注意事项,同时采用带极埋弧焊方法,焊带为EQNi Cr Mo-3,焊剂为ES200,对管板堆焊镍基合金625进行了焊接工艺试验,通过无损检测、堆焊层化学成分分析、弯曲试验、晶间腐蚀试验、显微组织及显微硬度检验,验证了焊接工艺的合理性,选出了最优的焊接工艺参数,并指导实际产品的管板堆焊,获得了满意的效果。     

预变形法在管板堆焊中的应用

对管板堆焊过程中产生变形的原因和变形的大小进行了定性分析，提出了采用预留变形法来消除变形的影响。通过选取合适的预变形量、焊接材料，采用合理的焊接规范及工作步骤，可以解决管板堆焊中的锅底形变形，满足产品的技术要求。     

石油钻机用绞车刹车毂的堆焊

通常，钻机绞车刹车毂是按照以下工艺路线来制造的：铸造→正火→粗加工→铆焊→去应力→调质→粗加工→焊水腔→机加→表面淬火→装配。传统工艺铸造毛坯重，加工余量大，工序繁多，车间之间周转次数多，而且成本高，制造周期长，更重要的是因为刹车毂材质属于铸造中碳合金钢35CrMo可焊性较差，经常需要预热和焊后保温，连接附属件，例如连接板和冷却水腔(Q235A)异种材质焊接时，铸造结构刚性大，稍有不慎，焊缝会发生开裂。     

发动机缸体堆焊层的组织与耐磨性能研究

采用等离子堆焊技术对发动机缸体基材进行了表面改性处理,研究了不同工作电流下Ni50和Ni60合金粉末涂层对堆焊层组织与耐磨性能的影响。结果表明,随着堆焊电流的增加,堆焊层组织逐渐从典型的枝晶组织转变成花瓣状、块状或胞状晶组织。Ni60堆焊层的耐磨性能高于Ni50堆焊层,且都明显高于发动机缸体基材的耐磨性。     

20MnMoNb+304爆炸复合管板穿透裂纹的焊接修复

基层为20MnMoNb、复层为进口304钢板的不锈钢复合板,其爆炸后基层出现了严重开裂,但复层未裂的问题。通过分析该复合管板的化学成分和机械性能,并进行了非标准的最高硬度试验、金相分析和模拟试焊,采用890℃×4h焊前空冷热处理、焊后250℃×2h消氢热处理以及最终620℃×4h退火热处理措施,可有效防止裂纹产生。经超声波100%检查修补焊缝,未发现任何线性缺陷,质量合格。     

蒸糖罐拼接管板的焊接

0　前　　言蒸糖罐是一种大型换热器 ,广泛应用于制糖业。其管板直径达 3ｍ。由于管板的直径较大 ,所以需拼接而成。管板的材料为 16ＭｎＲ ,厚度为 4 0ｍｍ ,管板的拼接焊缝布置如图 1所示。由于板厚、材料及焊缝长度图 1　管板拼接焊缝布置图的影响 ,在焊接过程中 ,势必会出现焊接变形 ,甚至会出现焊缝裂纹。因此 ,必须采取相应的工艺措施以控制焊接变形和焊缝裂纹的产生。图 2　焊缝坡口示意图1　焊前准备焊缝坡口采用双Ｕ形坡口带钝边 ,如图 2所示。焊接时选择ＡＸ7- 5 0 0型直流焊机 ,焊接方法为手工电弧焊 ,选用Ｊ5 0 7Ｈ超低氢型焊条…     

60万kW核电蒸汽发生器的管子与管板焊接

1　焊接试验用材料和设备 U型传热管是蒸汽发生器的关键部件，它起着隔离和传热的双重作用，即在内表面流通的是带放射性的热量较高的一回路工质水，在外表面流通的是取自自然界的海水或河水经必要处理的用来产生蒸汽的二回路工质水，通过它将一回路水的热能传导给二回路水并使其变成蒸汽。以秦山二期60万Kw核电站为例，它由4台蒸发器组成，每台蒸发器共有近4 640根φ19.05 mm×1.09 mm、长为22m～54m的U型管子，重量约51 t，每台蒸发器要焊9 280个管子与管板接头。采用的是Inconel alloy 690传热管。 管板作为蒸汽发生器的主要部件之一，其材料选用低合金钢类SA508-Ⅲ钢锻件。由于管板起着隔离一回路和二回路的作用，故管板一回路一侧将长期接触带有放射性和腐蚀性的载热剂介质，所以按产品技术要求：管板一回路侧必须全表面（约8m2～10m2）堆焊Inconel alloy 600镍基合金。堆焊层厚度须达到9mm±1mm，保证一定的耐蚀层。     

焊接工艺对药芯焊丝堆焊层中WC颗粒溶解行为的影响

采用熔化极气体保护焊(MIG)、钨极氩弧焊(TIG)、氧乙炔火焰堆焊方法堆焊研制的WC耐磨堆焊药芯焊丝,研究了焊接工艺对堆焊层中WC颗粒溶解行为的影响.结果表明,堆焊方法的选择和电流大小对堆焊层中WC颗粒溶解行为有着重要影响.其中采用TIG连续焊和小电流MIG时,WC颗粒的溶解程度较轻.     

铸铁喷焊组织及力学性能研究

为了解决铸铁焊补中焊缝处存在白口、淬硬组织以及裂纹等问题,采用氧乙炔火焰喷枪喷焊自熔性合金粉末F101和Ni60焊接球墨铸铁和用铸铁焊条Z308电弧冷焊球墨铸铁,并对试样进行抗拉强度、硬度测试和金相组织观察。结果表明:用铸铁焊条电弧冷焊后焊缝有白口、淬硬组织及裂纹;用Ni60合金粉末喷焊后熔合区硬度出现突变,硬度高达701HV,与母材硬度值差别很大,用F101合金粉末喷焊后热影响区及焊缝处硬度值与母材差别不大;金相组织观察表明焊缝与母材除了机械结合外,还有冶金结合。喷焊的焊缝无裂纹,且结合强度高于铸铁焊条的焊缝。     

EQ2594焊带电渣堆焊方法获得超级双相不锈钢耐蚀合金堆焊层的性能评估

超级双相不锈钢(SDSS)凭借卓越的耐蚀性适用于各类严苛的应用环境中,如氯化海水以及温度低于300℃的酸性含氯介质中。其典型的应用包括石油和天然气、海水淡化及其他海洋工程相关领域、脱硫装置以及造纸和化工行业中需要含氯漂白的环境。在本次研究中,Sandvik 25.10.4.L超级双相不锈钢焊带通过使用非合金焊剂进行电渣堆焊(ESW)获得符合EQ 2594成分的堆焊层。结果显示,堆焊层熔敷金属的临界点蚀温度(CPT)为45℃,耐点蚀当量(PRE)值≥41,基本上不存在有害析出相。熔敷金属的化学成分符合标准,铁素体数为50~60或者体积含量30%左右。力学性能方面,已通过侧弯实验。在零下46℃环境下冲击强度约为125 J,抗拉强度达到830 MPa,延伸率在30%左右。     

堆焊层中钛的碳化物

利用扫描电镜、光谱分析、X射线衍射、能谱分析及波谱面扫描对含 (质量分数 ,% )C 0 .84 ,Ti 1.4 6 ,V 1.3的堆焊层进行了试验研究 ,并对碳化物在液态金属中形成条件进行了热力学分析。结果表明 ,强碳化物元素Ti主要存在于碳化物相 ,为焊缝提供耐磨硬质点。TiC能在液态熔体中形成 ,初生TiC呈块状均匀分布 ,尺寸较大 (2～5 μm)。焊缝中还有大量细小碳化物 ,多为Ti、V、Cr的复合碳化物 ,呈条状或细小粒状。     

轧辊堆焊金属的耐热疲劳性能

通过设计的热疲劳试验方法,对三种自制药芯焊丝和一种国产堆焊轧辊用实心焊丝的耐热疲劳性能及其影响因素进行了深入研究,同时对堆焊金属中热疲劳裂纹形成以及扩展机理做了进一步探讨,研究表明,堆焊金属中热疲劳裂纹的形成以及扩展是循环应力和氧化气氛共同作用的结果,堆焊金属的抗氧化性越高,抗启裂能力越强,在此基础上,得出了热疲劳裂纹形成以及扩展的机理模型图,另外,研究结果还表明,堆焊金属的组织以及组织中存在的夹杂物对耐热疲劳性能也有很大影响,均一的组织有利于提高其耐热疲劳性能,而夹杂物则促使热疲劳裂纹形成、扩展、分叉。