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近年來，隨著企業(yè)的轉(zhuǎn)型升*和產(chǎn)品的更新?lián)Q代以及清潔能源的快速發(fā)展，壓力容器產(chǎn)品日趨大型化、輕量化、高參數(shù)化，促使焊接技術(shù)向*質(zhì)、**的方向發(fā)展。
碎煤加壓氣化爐是合成油生產(chǎn)中**道工序的關(guān)鍵設(shè)備，產(chǎn)品直徑為3800mm，長度為12500mm，自重達(dá)256t，日處理煤炭量接近500t，每小時產(chǎn)氣量達(dá)3.5~5.5萬m3。
煤鎖是氣化爐的重要關(guān)鍵部件，材料為Q355NB卷板鋼，煤鎖焊縫在焊后要求進(jìn)行退火熱處理，而焊后退火熱處理對煤鎖部件焊接接頭的力學(xué)性能有一定影響，采用傳統(tǒng)焊接工藝施焊已遠(yuǎn)不能滿足產(chǎn)品的技術(shù)要求，這一現(xiàn)象在國內(nèi)普遍存在，嚴(yán)重地制約著焊接生產(chǎn)的快速發(fā)展。
為此，進(jìn)行了煤鎖的焊接工藝評定試驗(yàn)，并制定出焊接工藝規(guī)程，焊出的產(chǎn)品完全滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。
1、Q355NB卷板鋼性能分析：
Q355NB卷板鋼是GB/T1591-2018規(guī)定的鋼，其焊接性較好，并具有良好的綜合力學(xué)性能，是目前用途*廣、用量**的鋼板。
Q355NB卷板鋼的Mn、Si元素含量在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的中限上，C、S、P等有害元素控制較嚴(yán)，其強(qiáng)度控制適中，而塑韌性優(yōu)良。
2、焊接工藝方法的選擇：
針對煤鎖部件為厚板大型焊接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，從確保焊縫質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率的角度出發(fā)，選用CO2氣體保護(hù)焊打底，埋弧焊填充蓋面工藝，來施焊煤鎖部件。
3、焊接材料的合理選擇
焊接材料選擇的正確與否，對*證煤鎖部件焊后熱處理的接頭力學(xué)性能至關(guān)重要。Q355NB卷板鋼是**抗拉強(qiáng)度為490MPa的壓力容器專用材料，在常規(guī)焊態(tài)下，以往傳統(tǒng)的工藝采用ER50-6(1.2mm)實(shí)芯焊絲CO2氣體保護(hù)焊封底。
10Mn2或H08MnA(4.0mm)，配SJ101燒結(jié)焊劑埋弧焊填充蓋面。
根據(jù)我們多年來的焊接試驗(yàn)研究及生產(chǎn)應(yīng)用，選擇熔敷金屬抗拉強(qiáng)度儲備較高的焊接材料進(jìn)行焊接工藝評定試驗(yàn)，即CO2氣保護(hù)采用ER49-1(1.2mm)實(shí)芯焊絲，埋弧焊絲使用H08Mn2SiA(4.0mm)焊絲配SJ101燒結(jié)焊劑。
*先我們對ER49-1和ER50-6兩種氣體保護(hù)實(shí)芯焊絲，按GBT8110-2008標(biāo)準(zhǔn)，做了對比試驗(yàn)分析。
ER49-1焊絲錳元素含量顯著高于ER50-6焊絲，這對提高焊絲熔敷金屬的強(qiáng)度十分有利，ER49-1焊絲熔敷金屬的強(qiáng)度明顯高于ER50-6焊絲，考慮到ER49-1焊絲熔敷金屬強(qiáng)度儲備較大，在焊后退火熱處理時，雖然焊絲熔敷金屬強(qiáng)度有所下降，但仍能滿足Q355NB卷板鋼鋼材的技術(shù)要求。
而ER50-6焊絲熔敷金屬強(qiáng)度在焊態(tài)下已接近Q355NB卷板鋼材料的**強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，顯然在焊后熱處理的狀態(tài)下，ER50-6焊絲熔敷金屬強(qiáng)度將不能滿足Q355NB卷板鋼鋼材的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求。
從確保Q355NB卷板鋼焊接接頭抗拉強(qiáng)度的角度出發(fā)，決定CO2氣體保護(hù)焊采用ER49-1(1.2mm)實(shí)芯焊絲，埋弧焊
使用H08Mn2SiA(4.0mm)焊絲，配置SJ101燒結(jié)焊劑，進(jìn)行焊接工藝評定。
4、焊接工藝評定：
按照NB/T47014-2011標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行Q355NB卷板鋼(板厚4.8mm)鋼材的焊接工藝評定，試驗(yàn)分別選擇兩組焊材進(jìn)行焊接工藝評定：
**組采用新的ER49-1(1.2mm)焊絲CO2氣體保護(hù)焊封底，H08Mn2SiA(4.0mm)+SJ101燒結(jié)焊劑埋弧焊填充蓋面。
**組采用傳統(tǒng)的ER50-6(1.2mm)焊絲CO2氣體保護(hù)焊封底，H10Mn2(4.0mm)+SJ101燒結(jié)焊劑埋弧焊填充蓋面，
分別進(jìn)行焊接工藝評定試驗(yàn)。
(1)、焊接接頭形式及焊接參數(shù)焊接工藝評定試板坡口尺寸及接頭形式如圖1所示，焊接參數(shù)分別如表3和表4所示。
(2)、焊后退火熱處理試板焊后經(jīng)X射線探傷檢查達(dá)到Ⅰ*焊縫，對試板做焊后退火熱處理，熱處理工藝曲線如圖2所示
(3)、焊接接頭力學(xué)性能對比試驗(yàn)試板經(jīng)焊后退火熱處理后，進(jìn)行解剖加工試樣，并進(jìn)行接頭力學(xué)性能對比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。
可看出，兩組焊材的接頭側(cè)彎與沖擊試驗(yàn)結(jié)果符合Q355NB卷板鋼鋼材標(biāo)準(zhǔn)要求。
接頭維氏硬度測試值均小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值240HV10，這表明接頭無淬硬傾向。
傳統(tǒng)的**組選材接頭的抗拉試驗(yàn)值接近于Q355NB卷板鋼鋼材標(biāo)準(zhǔn)下限值，明顯低于**組焊材的接頭抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)值。
從接頭的安全使用性能出發(fā)，選用**組器，工作溫度150℃，工作壓力0~3.06MPa，介質(zhì)為煤、粗煤氣。
在焊接工藝評定合格的條件下，制定了產(chǎn)品的焊接工藝規(guī)程，用于指導(dǎo)煤鎖的焊接生產(chǎn)，焊出的產(chǎn)品經(jīng)各項(xiàng)檢查，完全滿足產(chǎn)品技術(shù)要求，有效*證了整H08Mn2SiA焊絲+SJ101燒結(jié)焊劑埋弧焊填充蓋面，進(jìn)行焊接工藝評定，試驗(yàn)結(jié)果均達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
根據(jù)焊接工藝評定結(jié)果，制定了煤鎖部件的焊接工藝規(guī)程，焊出的產(chǎn)品經(jīng)檢查完全滿足產(chǎn)品技術(shù)要求。

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