不锈钢换热器厚壁壳体双丝窄间隙埋弧焊工艺.pdf

学兔兔 俘掳 生产应用 不锈钢换热器厚壁壳体双丝窄间隙埋弧焊工艺 开封空分集团有限公司(475000) 张洪昌 周礼新 郑 康 摘要 根据不锈钢的热导率小而线膨胀系数大，厚板焊接会产生较大的焊接应力，合金元素及杂质的偏析容 易产生热裂纹，需采用低热输入并控制层间温度等工艺措施。厚壁壳体的不锈钢垫板焊后不易去除，设计制作了 碳钢 一不锈钢复合垫板。确定壳体焊接坡 口形式及焊接工艺参数，制定壳体组焊方案及防变形措施，壳体环焊缝 焊接使用防窜滚轮架。 关键词： 不锈钢 厚壁壳体 窄间隙埋弧焊 复合垫板 焊接变形 中图分类号： TG445 0 前 言 1 焊接试验 公司与某化工厂签订了一台不锈钢换热器供货 焊接设备是一套双丝窄间隙埋弧焊接设备，该设 合 同，它是迄今为止所有不锈钢压力容器 中质量最 备 由哈尔滨焊接研究所研制生产，型号HSS一300W，焊 大 、壳体最厚的。产品设计压力高，壳体厚度和直径 接电源 由伊萨LAF1251(DC)和伊萨TAF1251(AC)组 大 ，壳体椭圆度不好控制 。壳体的椭 圆度过大时，会 成，最大焊接厚度为 250mm，单丝最大焊接厚度为 造成芯子与壳体无法套装 。并且 ，不锈钢厚壁壳体 300mm。 的坡 口深 ，焊缝熔敷金属多，焊接热输入量大 ，从而 不锈钢厚板焊接试件是 国内某钢厂生产 ，经进厂 导致钢板焊接时焊接收缩量大，焊接应力大，易产生 复验，符合NB／T47018．1～47018．7—2011《承压设备 变形 ，控制难度大 。焊接变形一旦发生 ，矫正变形非 用焊接材料订货技术条件》标准要求。焊接材料是国 常困难 ，因此不锈钢厚壁壳体焊接是这 台换热器 的 内焊材厂生产，焊丝牌号GWS一308L，焊剂牌号GXS一 制造关键 。 300，厂家进行了焊接材料匹配试验。不锈钢厚板试件 随着大吨位设备厚度 的不断增加 ，焊接坡 口体 规格见表 1。 积增加 ，金属填充量也急剧增加，能耗高效率低、焊 表 1 $30403不锈钢厚板试件规格 接应力和焊接变形大 。因此 ，普通埋弧焊不适用这 类厚板焊接 。在文献 [1]中记载 ，窄间隙埋弧焊与 普通埋弧焊相 比，可节省大量填充金属和焊接时间， 大大地减少 了焊接成本 ，同时也减少 了焊接应力 。 焊缝金属 中积聚的氢也较少 ，焊接接头冲击韧性较 焊接试件为 I形焊接坡 口，采用碳钢 一不锈钢 高，焊接变形较小。因此，该换热器壳体选用 了窄间 复合垫板，预 留反变形角度为 6。，在背面焊上 7块 隙埋弧焊方法焊接。 筋板，筋板间隔约为 190mm。这条焊缝 由27道焊 因不锈钢导热系数小、线膨胀系数大，在局部加热 缝组成，焊缝表面呈银 白色，且焊剂的脱渣性较好 ， 和冷却的条件下，很容易产生局部过热和较大的焊接 焊缝表面光滑 。焊后测量出不锈钢厚板试件 的夹角 应力 J。并且，不锈钢埋弧焊熔池体积比较大，冷却速 收缩 了4。。焊后进行了 100％射线检测，共拍 8张 度相对较小，易引起合金元素及杂质的偏析，接头可能 底片 ，其 中，2 ～8底片符合 JB／T4730．2_2005《承 会在较大应力作用下导致易熔共晶开裂，最终使焊缝 压设备无损检验——第2部分 ：射线检测》中 I级或 产生热裂纹 j。因此，不锈钢厚壁壳体焊接时，应采取 Ⅱ级合格 ，1底片显示焊缝边缘存在一处超标夹渣 ， 措施避免