本發明涉及電站設備安裝技術領域，是針對小口徑薄壁管t91鋼焊接工藝。

背景技術：

為了降低發電成本、改善生態環境、節約一次能源，國家加快了建設大容量高參數機組（特別是超臨界機組）的步伐。這些機組的高溫再熱器、高溫過熱器和屏式過熱器等系統管排均大量采用t91鋼。由于t91鋼的焊接難度大、工藝要求嚴格。目前的t91鋼焊接接頭的性能還不夠理想，對產品質量影響較大，焊接技術有待進一步改進。因此，采用科學合理的先進的焊接工藝來獲得性能優異的t91鋼接頭就顯得尤為重要。

現有技術中，申請號為201110427684.x的中國發明專利申請公開了一種p92/t92鋼管的焊接工藝及加熱裝置，該焊接工藝包括開坡口、加熱、采用氬弧焊打底焊至少焊接二層，在焊接時在鋼管內充氬氣對鋼管內比進行保護、手工電弧焊、保溫、焊后熱處理等工藝，同時配合專用加熱裝置，申請號為201210379322.2的中國發明專利公開了一種鎳基合金的鎢極氬弧焊焊接方法，包括：（一）焊材選取；（二）焊前準備，坡口制備；（三）焊接，采用多層多道焊接的方式，控制焊接層間溫度不超過150℃；并設定了具體的焊接工藝參數；（四）焊后檢驗。申請號為201110402786.6發明公開了一種珠光體耐熱鋼與奧氏體耐熱鋼鋼管的鎢極氬弧焊焊接工藝，通過采用高合金的焊接材料，嚴格執行焊接工藝，減少熱輸入，控制焊逢的熔合比實現的，其焊接工藝為：1.焊接方法、焊接材料及焊縫坡口形式的選擇；2.焊前準備：坡口的清理、準備并安裝充氬裝置、焊前預熱；3.層間溫度的控制；4.焊接工藝參數的制定；5.檢測：外觀檢查及無損檢測、力學性能試驗、焊接接頭的金相組織檢驗。采用以上現有技術，均難以獲得性能優異的t91鋼焊接接頭。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能獲得性能優異的t91鋼焊接接頭的t91鋼焊接工藝，適用于壁厚小于10mm的小口徑薄壁管t91鋼焊接接頭。

本發明的目的可通過以下技術方案來實現：一種t91鋼焊接工藝，包括：焊前準備的步驟、焊前預熱的步驟、采用手工鎢極氬弧焊進行焊接的步驟、焊后熱處理的步驟；所述焊前準備步驟包括：設置管道內充氬裝置的分步驟；所述采用手工鎢極氬弧焊進行焊接的步驟包括：向管道內充入氬氣對焊縫背面進行充氬保護的分步驟。

所述焊前準備步驟具體包括：

（1）制備坡口：對母材管采用機械加工方法進行坡口的制備；

（2）坡口打磨：對坡口表面及坡口附近的母材管內壁和外壁進行清理；

（3）對口工作：將制備打磨好坡口的兩根母材管對接，兩根母材管之間形成焊縫，進行對口點固焊，使兩根母材管組對固定成管道；

（4）防風擋雨：提前搭設好防風擋雨設施；

（5）設置管道內充氬裝置，用于對焊縫背面進行充氬保護：將管道兩端管口用水溶紙密封，其中一端設置好進氬氣孔，另一端為全封閉端；用水溶紙繞管道焊縫處外圓周將焊縫密封，密封焊縫時預留間隙便于空氣溢出。

所述焊前預熱的步驟包括：

（1）采用火熱加熱，每側加熱寬度不少于焊件厚度的3倍，且不小于100mm；

（2）預熱溫度為100-150℃，并用遠紅外測溫槍進行監控；

（3）施焊過程中，如果焊接中斷，再次焊接前進行預熱；

所述采用手工鎢極氬弧焊進行焊接的步驟包括：

（1）選擇焊接材料：焊接材料采用奧林康焊絲；

（2）打底焊接：打底焊接包括第一層焊接；在預熱溫度達到要求后，通過進氬氣孔向管道內充入氬氣對焊縫背面進行充氬保護，開始進行氬弧焊打底焊接；電極為鈰鎢極φ2.5；氬弧焊氬氣流量為8-12l/min，對焊縫背面進行充氬保護氬氣流量為8-10l/min；焊接電流為90-110a；焊接電壓為10-14v；

（3）蓋面層焊接：對打底焊接進行檢查，檢查完成后進行蓋面層焊接，蓋面層焊接采用的焊絲、氬弧焊氬氣流量、對焊縫背面進行充氬保護氬氣流量、焊接電壓都與打底焊接相同，焊接電流為90-110a；

打底焊接層厚度不小于3mm，蓋面層焊接的厚度小于或等于3mm；單層寬度不大于9.6mm；焊接中收弧時將熔池填滿；

所述焊后熱處理的步驟包括：按150℃/h的升溫速度將焊接接頭升溫至750～770℃；接著在760℃左右下恒溫1小時；在恒溫1小時后，按150℃/h的降溫速度將焊接接頭降溫至300℃以下，然后讓焊接接頭在空氣中自由冷卻至室溫。

焊后熱處理時的管道保溫寬度從焊縫中心起往兩側算每側各100mm；焊后熱處理時，焊接接頭的任意兩點間溫差小于20℃。

所述t91鋼為壁厚小于10mm的t91鋼。

本發明t91鋼焊接工藝通過對焊縫背面進行充氬保護，進行焊前預熱，采用奧林康焊材、采用合理的焊接工藝參數，控制焊縫層間溫度、焊縫厚度和寬度，進行焊后熱處理等措施，能很好的確保獲得性能優異的t91鋼焊接接頭，從而提高產品質量。本發明方法特別適用于壁厚小于10mm的小口徑薄壁管t91鋼焊接接頭的焊接。

附圖說明

圖1為本發明中的坡口示意圖；

圖2為本發明中的管道內充氬裝置示意圖；

圖中：1、進氬氣孔，2、母材管一，3、對接口，4、母材管二，5、全封閉端。

具體實施方式

一種t91鋼焊接工藝，適應于壁厚小于10mm的小口徑薄壁管t91鋼焊接接頭，對焊口進行焊前預熱，采用全氬弧焊接,焊后及時進行熱處理。其焊接工藝具體步驟如下：（1）焊前準備；（2）焊前預熱；（3）手工鎢極氬弧焊焊接，手工鎢極氬弧焊焊接是打底焊接、填充、蓋面焊接均采用手工鎢極氬弧焊，手工鎢極氬弧焊焊接采用的焊絲為奧林康焊絲：oe-crmo91/φ2.4；（4）焊后熱處理。本發明對t91鋼焊接工藝進行了嚴密詳細的設計,為小口徑薄壁管t91鋼的焊接工作提供了標準化、規范性的工藝操作守則。

下面對本發明t91鋼焊接工藝作進一步描述。

t91鋼焊接工藝按照下列步驟進行操作：

一、焊前準備

1.1制備坡口：坡口的制備以機械加工方法進行，不得使用火焰切割切制坡口。坡口為v形坡口，按照預先規定的尺寸要求進行坡口制作和對口工作，如圖1所示（單位：mm）；

1.2坡口打磨：焊件（管道）在組裝前將坡口表面及母材上(內、外壁)坡口附近的油、漆、垢、銹等清理干凈，清理范圍為：對接接頭坡口中心兩側，每側各為10～15mm；

1.3對口點固焊：將制備打磨好坡口的兩根母材管（母材管一2、母材管二4）對接，兩根母材管之間（對接口3處）形成焊縫，進行對口點固焊，使兩根母材管組對固定成管道；點固焊的焊絲、焊接工藝與手工鎢極氬弧焊打底焊接時相同；

1.4防風擋雨：根據天氣情況提前搭設好可靠的防風擋雨設施，必須保證沒有風及雨水的影響；

1.5設置管道內充氬裝置，用于對焊縫背面進行充氬保護：將管道兩端用水溶紙密封，其中一端留一個進氬氣孔1，另一端為全封閉端5。用水溶紙繞管道焊縫處外圓周將組對固定好的焊縫密封，焊縫密封處上端留少許間隙便于空氣溢出；水溶紙是耐高溫水溶紙。如圖2所示。

二、焊前預熱

2.1采用火熱加熱，每側加熱寬度不少于焊件厚度的3倍，且不得小于100mm；

2.2預熱溫度為100-150℃，并用遠紅外測溫槍進行監控；

2.3施焊過程中，t91鋼層間溫度應不低于規定的預熱溫度的下限，且不高于300℃，如中斷焊接，再次焊接前必須預熱。

三、焊接

3.1焊接材料：采用奧林康焊絲oe-crmo91/φ2.4；

3.2打底焊接，即第一層焊接：在預熱溫度達到要求后，通過進氬氣孔向管道內充入氬氣對焊縫背面進行充氬保護(根據需要也可在設置好管道內充氬裝置之后開始充入氬氣對焊縫背面進行充氬保護),開始進行氬弧焊打底焊接。焊絲為oe-crmo91/φ2.4的奧林康焊絲；電極為鈰鎢極φ2.5；氬弧焊氬氣流量為8-12l/min，背面保護（即對焊縫背面進行充氬保護）氬氣流量為8-10l/min；焊接電流為90-110a；焊接電壓為10-14v。

3.3蓋面層（第二層）焊接：對打底焊接進行檢查，檢查完成后進行蓋面層焊接，蓋面層焊接采用的焊絲、氬弧焊氬氣流量、對焊縫背面進行充氬保護氬氣流量、焊接電壓都與打底焊接相同，焊接電流為90-110a。

具體的工藝參數見下表：（以φ42×5mm的t91鋼焊接接頭為例）

3.4氬弧焊打底的焊層厚度不得小于3mm，蓋面層的焊層厚度應該控制在3mm以內；單層焊縫的寬度不得大于9.6mm。

3.5施焊中應特別注意接頭、起弧、收弧處的焊接的質量，保證熔合良好，收弧時應將熔池填滿。

焊接完成后，焊接部分形成焊接接頭。

四、焊后熱處理：

4.1焊接完成并自檢合格后應及時進行焊后熱處理。

4.2按150℃/h的升溫速度將焊接接頭升溫至750～770℃；接著在760℃左右恒溫1小時；在恒溫1小時后，按150℃/h的降溫速度將焊接接頭降溫至300℃以下，然后可以讓焊接接頭在空氣中自由冷卻至室溫。

4.3熱處理時的保溫寬度從焊縫中心起算每側為100mm。

4.4焊后熱處理時，并保證在焊后熱處理過程中，焊接接頭的任意兩點間溫差小于20℃。

本發明焊接工藝通過對焊縫背面進行充氬保護，進行焊前預熱，采用奧林康焊材、采用合理的焊接工藝參數，控制焊縫層間溫度、焊縫厚度和寬度，進行焊后熱處理等措施能很好的確保獲得性能優異的t91鋼焊接接頭，特別適用于壁厚小于10mm的小口徑薄壁管t91鋼焊接接頭。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護范圍之內。