耐热钢管的TIG焊接工艺

1概述
我公司承担的35t/h流化床锅炉安装工程，锅炉型号为CG-35/3.82-MXD，该锅炉高温过热器耐热钢管材质为12Cr1MoV，规格为φ42*3.5，采用手工钨极氩弧焊（TIG焊）。手工钨极氩弧焊的焊接工艺，一般在焊接过程中，为了防止焊缝根部氧化，要在焊缝背面充氩气保护。另外，12Cr1MoV耐热钢在焊接过程中，其热影响区具有较大的淬硬倾向，当接头存在较大焊接应力和金属中扩散氢含量较高时，较易产生冷裂纹，因此通常都采用焊前预热、焊后正火加回火热处理的工艺。高温过热器耐热钢管排列密集，空间位置狭窄，操作人员高空作业，在这种情况下，管内充氩保护、焊前预热、焊后热处理工艺操作难度很大，因此，对12Cr1MoV薄壁耐热钢管我公司根据有关规范和文献资料选用了管内不充氩气保护，焊前不需预热、焊后不进行热处理的TIG焊接工艺，经焊接工艺评定，这种接头性能完全符合国家质量规范要求。
2薄壁耐热钢管TIG焊接工艺
2.1焊机选用直流氩弧焊机。
2.2焊接工艺规范。
2.2.1焊接坡口：

2.2.2焊接电源；直流正接，电流70A—80A，电压14V—16V。
2.2.3焊接材料
焊丝：H08CrMoVA φ2.5mm。
钨极：选用铈钨级 φ2.5mm。
氩气：氩气纯度大99.95%，流量8—12L/min。
2.2.4喷嘴直径：φ8—12mm。
2.2.5喷嘴伸出长度：4—5mm。
2.2.6焊接层数：2层。
2.2.7焊后保温缓冷：焊接完成后，立即用干燥石棉布包扎，使焊缝缓慢冷却。
2.2.8焊接速度：6~8cm/min。
2.3焊接操作注意事项
2.3.1焊接前严禁强迫对口，坡口表面应打磨出金属光泽，彻底除掉油锈污垢，尽量使工作在自由状态下焊接。
2.3.2根据壁厚进行二层焊接，每层焊肉厚度以焊丝直径为宜，耐热钢焊丝铁水粘度大，宜产生气孔，一旦发现缺陷应立即铲掉重焊。
2.3.3控制层间温度
焊完第一层后，焊口部位温度过高甚至发红，若再连续施焊，管容易过热。因此，焊完第一层后，应待焊口温度降至300℃后，再继续焊下一层。
2.3.4焊接时，应将两端管口堵塞，避免管内穿堂风直接从焊缝根部卷入熔合区。
2.3.5施焊过程中，保持焊枪移动均匀，送丝均匀。
2.3.6焊接施工时，室温不应低于15℃。室温低于15℃时，应预热至200~300℃。
2.3.7氩气瓶和焊机不宜与施焊操作点距离过远，应随时检查氩弧焊枪气路胶管中是否存有水分，并排除掉。
2.3.8封底焊后，要及时进行盖面，当天焊完。
2.3.9焊缝点固时，其工艺应与正式施焊时要求一致，焊点两端应焊成斜坡状，以便接头。点固焊点2个，长度为15mm，高度2mm。
2.3.10每瓶氩气使用前，先在试件上试验氩气的纯度。
3工艺试验结果
3.1焊缝拉伸试验
试件一：抗拉强度σb=475MPa
试件二：抗拉强度σb=496MPa
拉伸结果符合GB2651要求。
3.2焊缝弯曲试验
试样长度180mm，截面尺寸10×3.5mm2，弯轴直径φ10mm，弯曲角度50°，弯曲结果无裂纹，符合GB2653要求。
3.3焊缝化学成分

12Cr1MoV（管材）主要化学成分标准（%）：
C Cr Mo V
0.08—0.15 0.90—1.20 0.25—0.35 0.15—0.30

焊缝主要化学成分实验结果（%）：
C Cr Mo V
0.109 1.12 0.292 0.179

3.4.金相组织经100倍放大拍照，焊缝、热影响区、母材各区金相组织正常，焊缝熔合良好。
4应用效果
我公司运用该工艺对35t/h流化床锅炉高温过热器进行焊接，一次性X射线探伤100%合格；经光谱分析，焊缝合金元素成分符合国家标准要求。运用该工艺提高了工效，简化了工序，操作简单方便，节约能源，节省了辅助工时，降低了成本。