张建晓, 刘光银, 刘世恩, 黄健康, 樊丁

(1. 兰州理工大学, 省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,兰州 730050;2. 兰州兰石重型装备股份有限公司,兰州 730314)

0 前言

异种钢焊接技术广泛应用于石油和化工生产、电站锅炉及船舶制造中[1-4],特别是在石油化工生产中,其生产设备长期处在高温、高压和强腐蚀环境中运行[5]。近年来,由于原油性质日趋劣化[6],对炼油设备的腐蚀性进一步增加,对设备性能提出更高的要求。高压加氢换热器是炼油设备的重要组成部分,其制造过程中的异种钢焊接一直是一大难题[7]。由于异种材料的物性参数及成分不同[8-10],从而在焊接中存在焊缝成分稀释[11],研究发现焊接接头过渡层中的Ni含量低于6%时便会形成马氏体组织[12],马氏体层脆性较高,当其厚度较大时容易在该部位形成裂纹,为了减小马氏体厚度通常采用预边堆焊镍基合金和填充Ni基焊丝的方法来增加焊缝的Ni含量[13]。同时,异种钢焊缝在凝固过程易产生成较大的残余应力和变形等问题[14-17],也严重影响了焊接接头的性质量。目前对大厚板焊接常采用的方法有电渣焊、埋弧焊、激光焊和电子束焊,激光焊和电子束焊的接头质量好,但设备成本较高操作复杂且对工件装配精度提出很高的要求[18],而电渣焊热输入高会使焊缝及热影响区组织严重粗化[19],焊后须进行热处理,从而增加了生产成本。采用埋弧焊接方法,进行多层多道的焊接工艺,能够在较低的热输入条件下实现大厚板对接焊,埋弧焊接速度快、填充效率高、接头质量好及焊后变形小,电弧不受材料磁性影响等优点。……