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大板梁受拉翼缘焊缝热处理工艺钦州

2022-07-13

大板梁受拉翼缘焊缝热处理工艺

大板梁受拉翼缘焊缝热处理工艺 2012年10月22日 大型火力发电厂中,大板梁图型钢结构是大容量发电机组的重要承重构件,具有以下几个特点: 1、)跨度长:一般均在20 m以上,最长可达35 m; 2、)重量大:一般均在40 t以上,最重可达160t; 3、)钢板厚:尤其是上下翼缘板,一般为50mm以上,最厚可达110 mm; 4、)材质要求高:构件多采用高强度低合金钢,如Q345,AH36等; 5、)制作精度高、制作难度大:制造精度及焊接质量的要求很高。1 火电厂建造实例分析1.1 工程概况 笔者所在船厂为闽南某火电厂建造过三根大扳梁,其材质采用美国标准(ASTM)A572 GR50和AH36,最大扳厚110 mm。主要尺寸数据详见表1。

1.2焊接材料的选用 经查阅图书资料,所用材质为美国标准(ASTM)A572 GR50,相当于国内Q345c低合金结构铜。因此焊材选用如下:于工焊选用铁锚牌J507焊条;半自动c02气体保护焊选用天泰TW—711(焊线直径φ1.2 mm),埋弧自动焊选用H08Mn2SiA、H08MnA或同等品。1.3对焊后受拉翼缘(下翼缘)焊缝进行热处理 由于低合金铜种具有较高的冷裂纹敏感性,如果焊接工艺不当,焊后极易产生冷裂纹,低合金铜在焊接过程中会产生焊接内应力,在构件中存在焊接应力,会降低焊接接头区的实际承载能力,这种现象对受拉翼缘(下翼缘)的表现尤为突出,为了消除焊接内应力的影响必须对下翼缘扳的对接焊缝进行热处理。1.3.1热处理参数选择 1、)焊后对焊缝进行局部热处理,参数选择以局部热处理为基础; 2、)最小热处理范围应在焊缝两侧,宽度不小于焊件施焊处板厚的2倍,并适当延伸,详见.表2: 3)加热速率根据工件厚度以不超过(30—80)°C/h为宜,详见表3; 4)最高温度不超过650。C; 5)温度达到600°C—650°C之间的平均温度后,最少保温时间不少于2h 15 min(厚度超过50mm后,每增加25 mm,保温时间相应增加1 5min),保温时间详见表4; 6) 当温度在300°C以上,冷速率根据工件厚度以不超过(40~]00)°C/h为宜,详见表5; 7)一旦温度降低到300°C或更低,焊件可在静止空气中冷却。

1.3.2热处理设备的选用 由于构件超长,采用电加热器对焊件局部退火消除应力处理。电加热器需要配宵温度自动控制仪的加热设备,其加热、测温、控温性能应符合使用要求;加热板以外构件两侧,适当用保温材料覆盖。焊后热处理必须有处理温度曲线记录凭证。最后提交热处理曲线图。采用的设备宵:DWK-C-240电脑温控仪(6路6点控温1 2点测温)1台;DWK-D-90电脑温控热仪(3路6点控温6点测温)1台;远红外加热器(1650 mm×350 mm,功率l0 kW)1 0支;铠装热电偶10支。1.3. 3 热处理实施要点 1、)根据A572材质,热处理升温速度应控制在(30~80)°C/h范围内,恒温(625+25)°C。最少恒温时间应为2 h 15 min,降温速度应控制在(40~100)°C/h范围内,在300°C以上阶段每条焊缝表面两测温度差不大于l00℃; 2、)热处理所需控温时间内的热能供应必须保证正常; 3、)加热之前应采取合理的措施,保证焊接接头不受外力作用,并且要注意防雨措施,以避免热处理控温过程中焊接接头被雨水冷却,影响焊接接头的质量; 4、)热处理的测温须准确可靠,应采用铠装热电梢测温,并用自动温度记录仪记录温度,保证准确; 5、)测温点应对称布置于焊缝中心两侧,且每条加热区域至少应布置四个控温点; 6、)加热器绑扎前要仔细检查,加热器的加热而不得有瓷片脱落现象,以免短路损伤管壁。安装加热器时,应将焊件表面的焊瘤、焊渣、飞溅清理干净,使加热器与焊件表面紧贴; 7、)加热器的加热区域按各部件设计尺寸选择,以保证热处理质量。加热宽度从焊缝中心算起,每侧不小于壁厚的2倍,且不小于270 mm。加热器的布置宽度至少应比要求的加热宽度每侧多出60 mm: 8、)加热器的保温区域按各部件设计尺寸选择,从焊缝坡口边缘算起,每侧不得少于壁厚的5倍,且每侧应比加热器的安装宽度增加不少于100 mm。保温厚度以40—60 mm为宜; 9、)连接好电叫路,检查是否断路、短路,并检查测温线路是否畅通,如有故障,需及时处理,重新检查合格后方可接通电源; 10、)在热处理过程中,至少有一人对热处理过程进行监控; 11、)每个热处理的焊口应打印出热处理工艺曲线图,并保证其与工艺卡上的曲线图相符,如不相符或由于设备等原因不能打印出完整的曲线图,应按照规程规定进行硬度检查,确保质量; 12、)做好热处理施工记录,使热处理质量具有可追溯件。1. 3.4故障缺陷处理应急程序 1、)因任何故障引起的热处理中断,排除故障后视故障出现阶段选择以下工艺继续进行热处理。 升温阶段:重新按原工艺曲线升温; 恒温阶段:按设计升温速度加热至加热温度,两次恒温时间叠加与设计保温时间相等为宜; 降温阶段:若接头温度降至300℃之前控温设备恢复止常运行,可重新控温缓冷;若接头温度降至300毒C以下控温设备方恢复正常运行,则在冷却后进行硬度检验,根据其HB值确定是否重新热处理。 2、)一次热处理后不合格的焊缝,应视硬度检验结果,分析清楚不合格的原因后,重新拟定热处理返修工艺进行热处理; 3、)热处理的升温、冷却速度及恒温时间要严格按照制定的相应《热处理工艺卡》进行,温度在600°F以下可不控制其冷却速度; 4、)经探伤不合格的焊口返修后应视其返修尺寸重新确定恒温时间。对返修焊件其恒温时间按焊件名义厚度计算,计算方法如下:

式中,h表示焊缝返修厚度,δ‘表示焊件名义厚度。2热处理结果分析 三根大板梁热处理曲线如下: 由曲线可以得到,大梁从升温速率、保温时间,降温速率三方面分析都与预期工艺卡曲线基本相吻合,经过热处理以后,有效消除了热应力,同时接头的金相组织得到改善,提高了焊接接头的塑性及韧性,从而改善了焊接接头的综合机械性能,取得了预期的效果。3 结语 在整个大板梁的焊接过程中主要控制了几个关键节点: 1、)焊前工艺评定; 2、)焊材选用; 3、)焊接方法的选择; 4、)下料时整体考虑总尺寸及预放预拱度值; 5、)焊前预热,对称施焊,焊后热处理。 焊缝热处理是整根大板梁质量控制的关键之处,三根大板梁按期通过质量验收顺利交付使用方,并得到了使用方的一致好评,圆满完成建造任务。本文所述经验可为同行提供借鉴与参考。

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