耐磨鑄鋼管ZG40CrNiMoMnSiRe的焊接

摘要：ZG40CrNiMoMnSiRe是一特種耐磨鑄鋼，目前沒有成熟的焊接工藝。根據材料可焊性理論，通過對ZG40CrNiMoMnSiRe的碳當量、熱影響區脆化及冷裂紋、熱裂紋分析，提出了可行的焊接工藝及焊接質量控制方法，經焊縫外觀檢查、滲油試驗及管道系統試驗，焊接質量達到有關標準要求。同類材料焊接可參考本工藝進行。

引言

山西化肥廠新增220t/h高溫高壓蒸汽鍋爐送粉原煤管線及輸灰管線采用耐磨鑄鋼ZG40CrNiMOMnSiRe材料。規格為：φ89×8mm、φ108×8mm。

1 ZG40CrNiMoMnSiRe焊接性分析

1.1碳當量測算ZG40CrNiMoMnSiRe的化學成份見表l。

根據目前應用范圍較J。的碳當量公式：

從上式得出的CEN值約為1.02，遠遠大于0.4，說明此鋼材易于淬硬。

1.2焊接熱影響區的脆化

ZG40CrNiMoMnsiRe鑄鋼由于碳量高，合金元素多，鋼的淬硬傾向大，Ms點又低，因而在淬火區易產生大量淬硬的馬氏體(尤其是高碳、粗大的馬氏體)，導致嚴重的脆化。因此宜采用小線能量焊接，以利于減少粗晶淬火區的高溫停留時間，降低奧氏體的過熱長晶和穩定性，從而降低淬火區的脆化程度。

1.3冷裂紋

ZG40CrNiMoMnSiRe淬硬傾向大，近縫區所出現的馬氏體組織，增加了焊接接頭的冷裂傾向。為了提高抗裂性，應盡量降低焊接接頭的含氫量，并采用焊前預熱和焊后及時熱處理。

1.4熱裂紋

ZG40CrNiMoMnsiRe碳及合金含量高，焊縫凝固結晶時，結晶溫度區間大，偏析傾向也較大，因而焊接時具有較大的熱裂紋敏感性。為了防止產生熱裂紋，應采用低碳焊條，在焊接工藝上要注意填滿弧坑。

2 焊接工藝

2.1 焊接方法：手工電弧焊。

2.2 焊接材料：低氫型焊條J707。

2.3 坡口型式：V型坡口。

2.4 焊前預熱：溫度為200℃；層溫保護大于等于150℃；焊后熱處理：溫度為630℃～640℃。

2.5 焊接規范參數：采用直流反接；

打底焊：焊條夠.2 mm，電流90 A～120 A；

蓋面：焊條似mm，電流120 A～160 A。

3 焊接質量控制

3.1 焊件的切割和坡口加工采用機械方法，以保證裝配精度，避免切口處發生組織變化。

3.2 焊件組對前應將坡口及內外側表面不小于10 Hun范圍內的油、漆、垢、銹、毛刺等清除干凈。

3.3 焊條烘干溫度為350℃～450℃，恒溫1 h。烘干后放在100℃～150℃保溫桶內，隨用隨取。

3.4 焊接定位焊縫時，應采用與根部焊道相同的焊接材料和焊接工藝。

3.5施焊中應保持起弧和收弧處的質量，收弧時應將弧坑填滿。

3.6 應嚴格按照焊接工藝施焊。

3.7 焊后按質量要求進行100％焊縫外觀檢查，3％的滲油試驗。

4 結語

山西化肥廠220t/h新增鍋爐送粉原煤管線及輸灰管線按上述工藝進行焊接。經管道系統試驗及滲油試驗，焊接質量達到有關施工規范和質量標準要求。