低溫鋼16MnDR焊接工藝研制分析

程 威

（中國(guó)石油大慶建設(shè)有限公司，黑龍江大慶 163711）

0 引言

石油化工裝置中16MnDR是使用量最大的低溫壓力容器鋼板,16MnDR的焊接質(zhì)量直接影響壓力容器產(chǎn)品質(zhì)量和安全運(yùn)行的情況，因此控制16MnDR的焊接是低溫壓力容器制造質(zhì)量保證的關(guān)鍵，故此選擇“低溫鋼16MnDR焊接工藝的研制分析”，作為本次活動(dòng)的課題。

1 現(xiàn)狀調(diào)查、目標(biāo)確定及可行性分析

在借鑒以往所制造的材料容器基礎(chǔ)上，認(rèn)為提高16Mn-DR鋼的焊接質(zhì)量，不出現(xiàn)焊接裂紋等，是目前急需解決的客觀(guān)因素。

1.1 目標(biāo)確定

通過(guò)分析找出以下因素是影響焊縫出現(xiàn)裂紋的主要因素：①殘余應(yīng)力的影響；②線(xiàn)能量的影響；③層間溫度過(guò)高。

1.2 要因驗(yàn)證

（1）殘余應(yīng)力的影響，焊前預(yù)熱、焊后應(yīng)立即進(jìn)行消氫處理，并制定合理的焊接次序，減少焊接接頭的剛度，降低焊接應(yīng)力。

（2）線(xiàn)能量隨之增大，傳給工件的熱量增加，這對(duì)熱循環(huán)較敏感的16MnDR鋼來(lái)說(shuō)是尤其重要的，采用小的焊接線(xiàn)能量，電流不易過(guò)大。

（3）層間溫度過(guò)高。層間溫度的控制是低溫鋼的基本要求。焊接時(shí)所產(chǎn)生熱量沒(méi)有完全傳導(dǎo)出去，待焊表面溫度過(guò)高，這時(shí)如若繼續(xù)焊接，勢(shì)必會(huì)致使焊接溫度的進(jìn)一步升高，最終導(dǎo)致產(chǎn)生焊接裂紋。宜用快速焊、多層多道焊，焊條（焊絲）不作橫向擺動(dòng)，減輕焊道過(guò)熱。

2 制定措施（表1）

表1 措施對(duì)策表

3 實(shí)施

（1）焊前預(yù)熱，焊后消氫。16MnDR鋼在點(diǎn)固前就進(jìn)行預(yù)熱，并制定合理的焊接次序，控制預(yù)熱溫度（50～100）℃。焊后進(jìn)行消氫處理，溫度控制在（300～350）℃，時(shí)間為2 h。使焊接盡量不出現(xiàn)裂紋缺陷。

（2）加強(qiáng)對(duì)線(xiàn)能量與層間溫度的控制：對(duì)于焊接電流、電弧電壓、焊接速度與層間溫度的控制，嚴(yán)格按照工藝執(zhí)行。層間溫度≤200℃，有專(zhuān)人負(fù)責(zé)測(cè)溫，溫度若＞200℃，立即停止焊接。焊接電流≤160 A。最大限度的防止焊接裂紋的產(chǎn)生。

4 效果檢查、鞏固與提高

（1）焊接工藝完全符合焊接質(zhì)量要求。焊接合格率達(dá)到99%以上。

（2）由于嚴(yán)格控制了溫度及焊接時(shí)的電流大小，使得焊接質(zhì)量大幅提高。

（3）16MnDR板的焊接工藝編訂，表2。

（4）繼續(xù)探索焊接方法，進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量，降低勞動(dòng)成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率。

表2 16MnDR板的焊接工藝編訂