【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊接，尤其涉及新型马氏体耐热钢g115钢cmt+p平焊技术，具体而言，涉及新型马氏体耐热钢g115钢cmt+p平焊方法及系统。
技术介绍
1、在节能减排的迫切需求和环保标准日益提升的背景下，超超临界火电机组因其高效率及低排放特性，已逐步成为火力发电技术发展的优先选择。与目前600℃超超临界机组相比，630-650℃二次再热机组热效率可以提升4％，而成本无明显增加，建设630-650℃二次再热机组已成为下一步的重要目标，对630-650℃二次再热超超临界机组选材也迫在眉睫。2018年t/cisa003-2017《电站用新型马氏体耐热钢g115无缝钢管》行业标准正式公布，同年g115钢被纳入到国家工信部《重点新材料首批次应用示范指导目录》，标志着g115钢成为630-650℃超超临界火电站锅炉用钢最优候选材料。
2、包含g115钢的耐热钢工件广泛应用于火电机组主蒸汽管道和高温再热蒸汽管道的制备。这些结构件长期服役在高温高压的恶劣环境中，从而对焊接接头的性能及承载能力提出了较为严苛的要求。对于传统的马氏体耐热钢，如p92、p91及其他9-12％cr的高等级耐热钢，通常采用手工电弧焊(smaw)、埋弧焊(saw)、钨极氩弧焊(tig)、活性钨极氩弧焊(a-tig)、等离子弧焊(paw)、电子束焊(ebw)和激光焊(law)等方法对其进行焊接。然而，由于9-12％cr钢中cr和si含量高，焊缝金属中容易形成δ-铁素体相，导致较高的残余应力，引起冷裂纹形成和蠕变性能的劣化。此外，元素含量的增加提高了钢的粘度，使熔池
3、相对于传统焊接工艺(如tig、smaw和saw)，冷金属过渡焊接技术(cmt)具备低热输入和高稳定性的优势。冷金属过渡加脉冲(cmt+p)焊接结合了cmt焊接和脉冲焊接的优点，具备低热输入、小变形、快速焊接、电弧稳定、飞溅小及焊接质量的高可重复性等特点，有效缩减热影响区宽度，降低iv开裂的趋势。同时，还能够有效地避免接头中δ-铁素体的形成，有望提高焊接接头的长期蠕变寿命，对我国发展新一代高效洁净超超临界火电机组，实现节能减排和可持续发展的目标具有重要意义。目前，针对g115钢焊接工艺及其微观组织与性能主要集中在smaw、tig和ebw等方法。smaw操作灵活且广泛应用于多种焊接场景，但其焊接过程中热输入过高，导致其焊接接头性能较差，尤其是冲击韧性方面难以达到性能指标。tig焊热输入低，能制备出高质量的焊接接头，但其低下的焊接效率(15mm厚板需焊接17道焊缝)限制了其在焊接中应用。ebw技术虽然能制备出高强度和窄热影响区的焊接接头，但其高昂的设备投资和操作成本使其难以在工业化批量生产中得到广泛应用。相比之下，cmt+p因其热输入低、变形小、电弧稳定、飞溅小及焊接质量的高可重复性等特点广泛应用于各种金属的焊接，且相比于ebw、paw和law具有更低的设备成本，因此具备制备g115钢焊接接头的潜力。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术的目的是为新型马氏体耐热钢g115钢提供一种新的熔焊技术，基于缩减热影响区宽度的同时制备出成型良好和蠕变性能优良的g115钢焊接接头。
2、为了实现上述技术目的，本申请提供了新型马氏体耐热钢g115钢cmt+p平焊方法，包括以下步骤：
3、s1：将两根需要焊接的g115厚壁管道的坡口设计为窄间隙j型坡口，然后进行对口装配；
4、s2：选取与g115钢匹配的cmt的焊丝作为填充金属材料，焊丝的成分为8cr-3w-3cocuvnbbn；
5、s3：采取cmt焊接和cmt+p焊接，焊丝规格均为ф1.0mm；
6、s4：设计焊枪：根据厚壁管道坡口，设计匹配窄间隙的焊枪；
7、s5：对g115管道需要焊接的坡口处进行打磨直至出现金属光泽，并对管道进行装配，形成合适的坡口间隙；
8、s6：采用水溶纸封堵小空间气体保护焊接，即组对前在g115管内距焊口两侧各150mm处贴水溶性纸,形成一组临时堵板,留有进气口和出气口,然后在对口间隙处采用充氩针头向管内充氩气,在较小空间内利用少量氩气做到对焊缝充分保护；
9、s7：在母材内壁填充99.95％以上纯度ar，ar浓度为15-20l/min，并进行预热，预热温度为250℃，焊缝厚度至少达到3mm时停止充ar,同时实时测量ar室的氧气浓度,背部保护气体的氧气浓度应低于0.1％时进行根部焊接，升温速度为4℃/min保温时间为120min，采用柔性陶瓷电阻加热，坡口每侧加热区宽度不小于150mm；
10、s8：采用cmt进行打底，不添加摆动，单一焊层厚度为2.7-3.2mm；
11、s9：对步骤s8中的焊缝表面氧化物进行打磨清理，直至焊缝漏出金属光泽，并进行裂纹检查；
12、s10：采用cmt+p进行填充，每层焊缝均通过三道焊缝填充，每道焊层厚度为3.5-4.0mm；
13、s11：对步骤s10中的焊缝表面氧化物进行打磨清理，直至焊缝漏出金属光泽，层间温度保持在250℃；
14、s12：重复步骤s8-s11，直至整个焊接坡口焊接完成；
15、s13：在焊接完成后，对焊接接头进行后热处理，采用柔性陶瓷电阻加热；
16、s14：对焊接接头进行焊后热处理，采用真空热处理。
17、优选地，在设计窄间隙j型坡口的过程中，窄间隙j型坡口由30°坡口、2.5°坡口和钝边组成，其中，30°坡口、2.5°坡口与钝边的长度的比例为：16：63：1。
18、优选地，在对焊接处进行坡口打磨的过程中，通过对焊接处进行坡口打磨，通过丙酮清洗剂清除焊件和焊接材料附着的油污等有机污染物，以此来预防气孔、夹渣等缺陷的产生。
19、优选地，在采用cmt进行打底的过程中，不增加摆动，保护气体为99.95％以上纯度ar，气体流量为15-20l/min，采用cmt焊接时焊接电流为：140-180a，电压为：20-22v，焊接速度为：4-7mm/s，送丝速度为：7.6-8.4m/min，并实现单面焊双面成型，层间温度为250℃。
20、优选地，在采用cmt+p进行填充时，采用cmt+p焊接时焊接电流为：160-200a，电压为：22-26v，焊接速度为：4-7mm/s，送丝速度为：9.5-12m/min，摆动幅度为：2-4mm，摆动频率为：6hz，脉冲比1:15，保护气体为99.95％以上纯度ar，气体流量为15-20l/min，多层多道焊的接头错开。
21、优选地，对步骤s8、s10中的焊接均选择ф1.0mmg115匹配焊丝；g115匹配焊丝的主要成份为8本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.新型马氏体耐热钢G115钢CMT+P平焊方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述新型马氏体耐热钢G115钢CMT+P平焊方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述新型马氏体耐热钢G115钢CMT+P平焊方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述新型马氏体耐热钢G115钢CMT+P平焊方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述新型马氏体耐热钢G115钢CMT+P平焊方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述新型马氏体耐热钢G115钢CMT+P平焊方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述新型马氏体耐热钢G115钢CMT+P平焊方法，其特征在于：
8.根据权利要求5所述新型马氏体耐热钢G115钢CMT+P平焊方法，其特征在于：
9.根据权利要求1所述新型马氏体耐热钢G115钢CMT+P平焊方法，其特征在于：
10.新型马氏体耐热钢G115钢CMT+P平焊系统，其特征在于，用于实现如权利要求1-9中任意一项权利要求所述的新型马氏体耐热钢G115钢CMT+P平焊
...【技术特征摘要】
1.新型马氏体耐热钢g115钢cmt+p平焊方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述新型马氏体耐热钢g115钢cmt+p平焊方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述新型马氏体耐热钢g115钢cmt+p平焊方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述新型马氏体耐热钢g115钢cmt+p平焊方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述新型马氏体耐热钢g115钢cmt+p平焊方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述新型马氏体耐热钢...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵雷，蔡立鹏，徐连勇，韩永典，郝康达，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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