一种改善P92管道焊接性能的低焊接热输入方法技术

本发明专利技术涉及一种改善P92管道焊接性能的低焊接热输入方法，它包括以下步骤：（a）在两根待焊接P92管道相向的端部加工形成双V型坡口；（b）将两根所述待焊接P92管道的端部升温至150~250℃进行预热；（c）在所述双V型坡口处进行焊接，控制热输入量为18~35kJ/cm至焊缝成型，随后进行回火处理即可；所述热输入量E按式（1）计算：E=ηUI/υ（1）；这样能够保证热影响区中δ‑铁素体的含量，还能提高焊缝的质量，尤其是提高其高温抗拉强度和冲击韧性。

Low welding heat input method for improving welding performance of P92 pipeline

The present invention relates to a low heat input method to improve the performance of P92 pipeline welding, which comprises the following steps: (a) to form a double V groove in the end to be welded P92 pipeline processing two opposite; (b) to the two ends of the pipe to be welded P92 is heated to 150~250 DEG C for preheating (; c) welding in the double V groove, control heat input 18~35kJ/cm to weld, followed by tempering can; the heat input of E type (1): E= UI/ V (1); this ensures that the heat affected zone in delta ferrite content also, improve the welding quality, especially to improve the high temperature tensile strength and impact toughness.

【技术实现步骤摘要】
一种改善P92管道焊接性能的低焊接热输入方法
本专利技术属于焊接
，具体涉及一种改善P92管道焊接性能的低焊接热输入方法。
技术介绍
P92钢具有高持久强度和蠕变性能，可用于超超临界压力发电机组主蒸汽管、再热段管道及联箱等部件。与P91钢相比，P92钢加入了1.5％～2.0％的W元素，将Mo的质量分数降至0.3％～0.6％，以调整铁素体与奥氏体元素之间的平衡。由于增加了W元素，大大增加了固溶强化效果，600℃时其许用应力比P91钢高34％。且P92的抗热疲劳性、热传导系数和膨胀系数远优于奥氏体不锈钢，抗腐蚀性和抗氧化性能也优于其他9％Cr的铁素体耐热钢。目前该钢种已广泛应用于超超临界锅炉的主蒸汽管道、再热蒸汽管道、高压旁路等高温、高压部位。在P92钢焊接上，出现最大的困难是焊接金属劣化。焊缝金属冲击韧性远低于母材，且由于超过1.5％的W元素的加入，使P92钢焊缝金属冲击韧性比P91更难以保证。保证焊缝金属具有合适的冲击性能是P92钢焊接的一项重要内容。对于P92钢，随着热输入量的增大，将会在焊缝中产生δ-铁素体，大大降低焊缝及热影响区金属的强度和韧性，是在焊接过程中不希望出现的组织，而且P92钢中的W元素使得δ-铁素体形成倾向较P91钢更高。因此，焊接热输入在控制P92管道焊焊缝和热影响区中δ-铁素体的含量起到了关键作用。
技术实现思路
本专利技术目的是为了克服现有技术的不足而提供一种改善P92管道焊接性能的低焊接热输入方法。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种改善P92管道焊接性能的低焊接热输入方法，它包括以下步骤：(a)在两根待焊接P92管道相向的端部加工形成双V型坡口；(b)将两根所述待焊接P92管道的端部升温至150～250℃进行预热；(c)在所述双V型坡口处进行焊接，控制热输入量为18～35kJ/cm至焊缝成型，随后进行回火处理即可；所述热输入量E按式(1)计算：E＝ηUI/υ(1)；式中，η为热效率系数；U为弧焊电流，V；I为焊接电流，A；υ为焊接速度，cm/s。优化地，所述热输入量为18～20kJ/cm。优化地，所述步骤(c)中，焊缝成型后降温至80～150℃保温1～5小时，随后升温至700～800℃进行高温回火处理。优化地，所述步骤(c)中，当所述待焊接P92管道的壁厚＞6mm时，先采用钨极氩弧焊进行根部打底层焊接，随后采用焊条电弧焊逐层焊接；当所述待焊接P92管道的壁厚≤6mm时，全程采用钨极氩弧焊焊接。优化地，所述步骤(b)中，在待焊接P92管道的端部绕设远红外履带式加热片进行预热。优化地，所述步骤(a)中，将加工形成的双V型坡口表面及其附近10～15mm范围的管道表面清理干净。进一步地，所述步骤(a)中，将所述双V型坡口经PT检验合格后用丙酮清洗。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术改善P92管道焊接性能的低焊接热输入方法，在预热后严格控制热输入量至焊缝成型，随后进行回火处理，这样能够保证热影响区中δ-铁素体的含量，还能提高焊缝的质量，尤其是提高其高温抗拉强度和冲击韧性。附图说明图1为本专利技术改善P92管道焊接性能的低焊接热输入方法中双V型坡口的示意图；图2为本专利技术改善P92管道焊接性能的低焊接热输入方法中预热的工艺曲线图；图3为实施例1中改善P92管道焊接性能的低焊接热输入方法的工艺曲线图；图4为实施例1中焊缝宏观形貌图；图5为实施例2中焊缝宏观形貌图；图6为实施例1中外层试样的典型组织图；图7为实施例2中外层试样的典型组织图；具体实施方式本专利技术改善P92管道焊接性能的低焊接热输入方法，它包括以下步骤：(a)在两根待焊接P92管道相向的端部加工形成双V型坡口；(b)将两根所述待焊接P92管道的端部升温至150～250℃进行预热；(c)在所述双V型坡口处进行焊接，控制热输入量为18～35kJ/cm至焊缝成型，随后进行回火处理即可；所述热输入量E按式(1)计算：E＝ηUI/υ(1)；式中，η为热效率系数；U为弧焊电流，V；I为焊接电流，A；υ为焊接速度，cm/s。当热输入量为18～20kJ/cm，焊缝质量更优。步骤(c)中，焊缝成型后降温至80～150℃保温1～5小时，随后升温至700～800℃进行高温回火处理(升降温的速度采用常规的即可，通常≤150℃/h，优选≤100℃/h)。所述步骤(c)中，当所述待焊接P92管道的壁厚＞6mm时，先采用钨极氩弧焊进行根部打底层焊接，随后采用焊条电弧焊逐层焊接；当所述待焊接P92管道的壁厚≤6mm时，全程采用钨极氩弧焊焊接(焊丝推荐厂家和牌号：德国蒂森P92焊接材料：氩弧焊焊丝牌号：ThermanitMTS616，规格Φ2.4mm；SMAW焊条牌号：ThermanitMTS616，Φ2.5mm、Φ3.2mm、Φ4.0mm)。所述步骤(b)中，在待焊接P92管道的端部绕设整圈的远红外履带式加热片进行预热；选用电脑控制加热片进行电阻加热，热电偶至少绑扎4个。步骤(a)中，将加工形成的双V型坡口表面及其附近10～15mm范围的管道表面清理干净；并将所述双V型坡口经PT检验合格后用丙酮清洗。下面将结合附图对本专利技术优选实施方案进行详细说明。实施例1本实施例提供一种改善P92管道焊接性能的低焊接热输入方法，它包括以下步骤：(a)在两根待焊接P92管道(尺寸为Φ388mm×68mm×600mm)相向的端部加工形成双V型坡口，坡口截面形状和具体尺寸如图1所示(图1中阴影部分为P92管道管壁)；将加工形成的双V型坡口表面及其附近10～15mm范围的管道表面油、漆、锈、垢等清理干净；并将双V型坡口经PT检验合格后用丙酮清洗；(b)对两根待焊接P92管道进行焊前预热，预热温度为150±10℃；具体为：焊前用远红外履带式加热片整圈加热待焊接P92管道(选用DWK-C型电脑控制加热器进行电阻加热，热电偶至少绑扎4个)，其焊前预热温度曲线如图2所示；(c)在双V型坡口处进行焊接(先采用钨极氩弧焊进行根部打底层焊接，随后采用焊条电弧焊逐层焊接进行填充盖面，焊接时焊层温度升至200±10℃，焊层厚度为3～5mm)，控制热输入量为18～20kJ/cm至焊缝成型，随后降温至100±10℃保温2小时、快速升温至200℃、紧接着略慢升温至760±5℃并保温4.5～5.5小时以进行回火处理(整个焊接过程的工艺如图3所示)；快速降温至300℃后，进行保温缓冷；热输入量E按式(1)控制：E＝ηUI/υ(1)；式中，η为热效率系数(钨极氩弧焊为0.65，手工焊条电弧焊为0.75)；U为弧焊电流，V；I为焊接电流，A；υ为焊接速度，cm/s。实施例2本实施例提供一种改善P92管道焊接性能的低焊接热输入方法，其操作步骤与实施例中的基本一致，不同的是：控制热输入量为30～35kJ/cm至焊缝成型。实施例3本实施例提供一种改善P92管道焊接性能的低焊接热输入方法，其操作步骤与实施例中的基本一致，不同的是：控制热输入量为20～29kJ/cm至焊缝成型。实施例4本实施例提供一种改善P92管道焊接性能的低焊接热输入方法，其操作步骤与实施例中的基本一致，不同的是：步骤(b)中，预热温度为240±10℃；步骤(c)中，焊接时焊层温度升至290±10℃，焊层厚度为3～本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善P92管道焊接性能的低焊接热输入方法，其特征在于，它包括以下步骤：（a）在两根待焊接P92管道相向的端部加工形成双V型坡口；（b）将两根所述待焊接P92管道的端部升温至150~250℃进行预热；（c）在所述双V型坡口处进行焊接，控制热输入量为18~35kJ/cm至焊缝成型，随后进行回火处理即可；所述热输入量E按式（1）计算：E=ηUI/υ      （1）；式中，η为热效率系数；U为弧焊电流，V；I为焊接电流，A；υ为焊接速度，cm/s。

【技术特征摘要】
1.一种改善P92管道焊接性能的低焊接热输入方法，其特征在于，它包括以下步骤：（a）在两根待焊接P92管道相向的端部加工形成双V型坡口；（b）将两根所述待焊接P92管道的端部升温至150~250℃进行预热；（c）在所述双V型坡口处进行焊接，控制热输入量为18~35kJ/cm至焊缝成型，随后进行回火处理即可；所述热输入量E按式（1）计算：E=ηUI/υ（1）；式中，η为热效率系数；U为弧焊电流，V；I为焊接电流，A；υ为焊接速度，cm/s。2.根据权利要求1所述改善P92管道焊接性能的低焊接热输入方法，其特征在于：所述热输入量为18~20kJ/cm。3.根据权利要求1所述改善P92管道焊接性能的低焊接热输入方法，其特征在于：所述步骤（c）中，焊缝成型后降温至80~150℃保温1~5小时，随后升温至700~800℃进行高...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤华，王淦刚，李洪涛，成鹏，魏玉忠，徐忠峰，李向前，尹少华，
申请(专利权)人：华电邹县发电有限公司，苏州热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37