一种沉淀强化合金材质集箱及管座焊制方法与流程

1.本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种沉淀强化合金材质集箱及管座焊制方法。


背景技术：

2.为了开发700℃以及更高参数、更加高效的电站锅炉，需要采用沉淀强化合金材质(如：haynes282、inconel 740h等)来制作集箱产品，其服役状态为时效态，但为了保证其具有较好的焊接性，通常需要在固溶状态下完成产品的焊接制造，然后再进行恢复其力学性能热处理(如：时效热处理)，但对于一些特殊沉淀强化合金材质的集箱产品，在焊后进行时效热处理后，在管座角焊缝焊趾处容易产生裂纹，称为时效应变开裂。
3.针对上述采用具有时效应变开裂特性合金制作的集箱等产品，在材质和产品结构不变的情况下，采用传统的工艺手段无法预防和解决集箱管座角焊缝产生时效开裂的问题，将严重制约该类材料的应用以及更高参数电站锅炉等产品的开发。
4.为了预防和降低沉淀强化合金材质集箱等产品管座角焊缝焊后热处理后产生开裂的风险，需要一种新的沉淀强化合金材质集箱及管座焊制方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：针对现有技术存在的为了预防和降低沉淀强化合金材质集箱等产品管座角焊缝焊后热处理后产生开裂的风险的问题，提供一种沉淀强化合金材质集箱及管座焊制方法。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
7.一种沉淀强化合金材质集箱及管座焊制方法，包括以下步骤：
8.a、装配集箱筒体和管座，所述管座与所述筒体抵接处具有焊接坡口；
9.b、在所述坡口处焊接第一焊缝金属，所述第一焊缝金属的填充量不低于所述管座外壁，所述第一焊缝金属采用沉淀强化高温合金；
10.c、打磨所述第一焊缝金属与所述筒体和所述管座平滑过渡，并进行无损探伤检查；
11.d、在所述第一焊缝金属外围焊接第二焊缝金属，所述第二焊缝金属采用固溶强化合金；
12.e、打磨所述第二焊缝金属与所述筒体和所述管座平滑过渡，并进行无损探伤检查，所述第二焊缝金属与所述管座外表面夹角为α，所述第二焊缝金属与所述筒体外表面夹角为β，α和β均不小于135
°
。
13.采用本发明所述的一种沉淀强化合金材质集箱及管座焊制方法，通过沉淀强化高温合金的所述第一焊缝金属先将所述管座与所述筒体有效连接，然后采用固溶强化合金的所述第二焊缝金属，具有合适的连接强度，又有较好的塑性，通过设置α和β以减轻拘束应力和后续热处理工程中的应变，能有效的预防时效应变开裂特性材质制作的集箱等产品，焊
后热处理后管座角焊缝容易产生开裂的问题，而且工艺过程简单，便于生产实施。
14.优选地，所述步骤a之前，在所述筒体上加工成型管孔。
15.优选地，还包括步骤：
16.f、对包含所述筒体、所述管座、所述第一焊缝金属和所述第二焊缝金属的集箱整体进行焊后热处理。
17.进一步优选地，还包括步骤：
18.g、对所述管座与所述筒体的连接焊缝进行无损探伤复查。
19.进一步优选地，焊后进行时效强化热处理，或者先进行固溶退火热处理、再进行时效强化热处理。
20.进一步优选地，时效热处理采用分段保温方式，先缓慢升温到500～600℃保温一定时间，再快速升温到时效处理保温温度，并保温一定时间，然后冷却到室温。
21.优选地，所述无损探伤采用射线(rt)、超声(ut)、磁粉(mt)、渗透(pt)、相控阵和超声衍射时差(tofd)中的一种或多种。
22.优选地，所述第一焊缝金属采用ernicrcomo
‑
2、ernicrco
‑
1或者ernifecr
‑
2。
23.优选地，所述第二焊缝金属采用ernicrcomo
‑
1、enicrcomo
‑
1、ernicrmo
‑
3或者enicrmo
‑
3。
24.优选地，焊接方法为手工钨极氩弧焊(gtaw)、焊条电弧焊(smaw)和熔化极气体保护焊(gmaw)中的一种或多种。
25.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
26.本发明所述的一种沉淀强化合金材质集箱及管座焊制方法，通过沉淀强化高温合金的所述第一焊缝金属先将所述管座与所述筒体有效连接，然后采用固溶强化合金的所述第二焊缝金属，具有合适的连接强度，又有较好的塑性，通过设置α和β以减轻拘束应力和后续热处理工程中的应变，能有效的预防时效应变开裂特性材质制作的集箱等产品，焊后热处理后管座角焊缝容易产生开裂的问题，而且工艺过程简单，便于生产实施。
附图说明
27.图1是筒体上管孔加工示意图一；
28.图2是筒体上管孔加工示意图二；
29.图3是筒体与管座装配示意图一；
30.图4是筒体与管座装配示意图二；
31.图5是管座坡口处施焊示意图一；
32.图6是管座坡口处施焊示意图二；
33.图7是管座坡口外部施焊示意图一；
34.图8是管座坡口外部施焊示意图二；
35.图9是热处理时间
‑
温度曲线示意图。
36.图中标记：1
‑
筒体，2
‑
管孔，3
‑
管座，4
‑
第一焊缝金属，5
‑
第二焊缝金属。
具体实施方式
37.下面结合附图，对本发明作详细的说明。
38.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
39.实施例
40.如图1至9所示，本发明所述的一种沉淀强化合金材质集箱及管座焊制方法，包括以下步骤：
41.a、如图1和2所示，集箱筒体1材质为haynes282、外径dh，在所述筒体1上加工成型管孔2，所述管孔2直径d。
42.b、如图3和4所示，装配所述筒体1和管座3，所述管座3材质为haynes282、外径dh，所述管座3内径d，所述管座3轴线与所述管孔2轴线对齐，所述管座3与所述筒体1抵接处具有焊接坡口。
43.c、如图5和6所示，在所述坡口处焊接第一焊缝金属4，所述第一焊缝金属4的填充量不低于所述管座3外壁，所述第一焊缝金属4采用成分及性能应为与所述筒体1、所述管座3材质相配套的沉淀强化高温合金，具体为ernicrcomo
‑
2、ernicrco
‑
1或者ernifecr
‑
2。
44.d、打磨所述第一焊缝金属4与所述筒体1和所述管座3平滑过渡，并进行100％无损探伤检查，确保无焊接缺陷。
45.e、如图7和8所示，在所述第一焊缝金属4外围焊接第二焊缝金属5，所述第二焊缝金属5采用固溶强化合金，而且所述第二焊缝金属5的强度尽可能与所述筒体1、所述管座3相近，具体为ernicrcomo
‑
1、enicrcomo
‑
1、ernicrmo
‑
3或者enicrmo
‑
3。
46.f、打磨所述第二焊缝金属5与所述筒体1和所述管座3平滑过渡，并进行100％无损探伤检查，确保无焊接缺陷，所述第二焊缝金属5与所述管座3外表面夹角为α，所述第二焊缝金属5与所述筒体1外表面夹角为β，α和β均不小于135
°
。
47.g、对包含所述筒体1、所述管座3、所述第一焊缝金属4和所述第二焊缝金属5的集箱整体进行焊后热处理，焊后进行时效强化热处理，或者先进行固溶退火热处理、再进行时效强化热处理；
48.具体地，如图9所示，时效热处理采用分段保温方式，先缓慢升温到500～600℃保温一定时间，最好不小于10小时，再快速升温到时效处理保温温度，并保温一定时间，然后冷却到室温；固溶退火和时效处理保温温度应根据所述筒体1、所述管座3的材质确定，固溶退火处理保温时间不小于0.5小时，时效处理保温时间不小于4小时。
49.h、对所述管座3与所述筒体1的连接焊缝进行100％无损探伤复查。
50.其中，所述无损探伤采用射线(rt)、超声(ut)、磁粉(mt)、渗透(pt)、相控阵和超声衍射时差(tofd)中的一种或多种，焊接方法为手工钨极氩弧焊(gtaw)、焊条电弧焊(smaw)和熔化极气体保护焊(gmaw)中的一种或多种。
51.本发明所述的一种沉淀强化合金材质集箱及管座焊制方法，通过沉淀强化高温合金的所述第一焊缝金属4先将所述管座3与所述筒体1有效连接，然后采用固溶强化合金的所述第二焊缝金属5，具有合适的连接强度，又有较好的塑性，通过设置α和β以减轻拘束应力和后续热处理工程中的应变，能有效的预防时效应变开裂特性材质制作的集箱等产品，焊后热处理后管座角焊缝容易产生开裂的问题，而且工艺过程简单，便于生产实施。
52.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精
神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。