310s不锈钢封头返修工艺

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某封头制造有限公司为化工企业压制的材质为31瞻不锈钢 (0Cr25Ni20)封头共六个，40000ramX 12mm四个，1700mm X 8mm二个，4米封头拼板为三条焊缝，1.7m封头-条拼缝，焊接方法：手工焊A402焊条封底 ，反面用埋弧 自动焊 ，焊丝HOCr25Ni20，焊剂Hl260。采用旋压成型，封头旋压前焊缝全部磨平，焊后loo%#b观检查 ，合格后x射线检测，检测标准：JB厂r4730.2-2005，检测比例：100%，合格级别：Ⅲ (级)。共拍片l76张，合格片 长，返修片7 长，缺陷性质：裂纹58处。条渣、气孔、未熔合共14处。

出现上述隋况后曾请有关单位进行返修，不但没修好，缺陷反而延伸和扩大。如果不修复对特种设备而言，绝对是不允许使用的，而报废对国家对企业都是损失。从这个角度出发最后决定介入，先后对母材、焊材、焊接工艺进行全面检查和分析：并制定了切实可行的返修工艺方案。

表1 化学成分 (% )和力学性能化学成分 (单位：wt%)C l Si 1 Mn l P I S I Cr l Ni l其他0.0416 1 0.4176 l 0.994 1 0.0209 l 0.0015 I 24.530 l 19.531 l-机械特性YS(MPa) 1 TS(MPa) 1 EL(%) 1 HRB285 l 580 l 52.5 I 82.5 83.02 310s不锈钢化学成分、力学性能3 10s不锈钢 (0Cr25Ni20)的化学成分和力学性能见表1。

3 310s不锈钢焊接特点铬镍奥氏体不锈钢的可焊性 良好，-般不需要采取特殊的工艺措施，但是，当焊接方法选择不合理、焊条选用不当或焊接工艺不正确时，会出时晶间腐蚀及热裂纹等缺陷。

3.1 晶间腐蚀不锈钢在450-850C的危险温度范围内停留- 段时间后，如果钢中含碳量太多，则奥氏体晶粒内多余的碳，以碳化铬形式沿奥氏体晶界析出，铬主要是来自晶粒表层，由于晶粒内的铬来不及补充，结果在靠近晶界的晶粒表层造成贫铬。在腐蚀介质作用下，晶间贫铬层遭受迅速腐蚀，而产生晶间腐蚀。如果焊接过程中在危险温度范围停留时间过长，尤其是在母材成份或焊条选择不当等条件与焊接工艺条件的共同作用下，焊接接头有可能产生晶间腐蚀的倾向。

为了防止焊接接头产生晶间腐蚀，应从焊接工艺和焊接材料两方面着手考虑。

a、 从焊接工艺方面应采取的措施为：采用旧能快的焊接速度，焊条最好不做横向摆动，作者简介：谢汉民(1939-)，男，大学文化，教授级高级：程师，享受国务院特殊津贴资深焊接专家。中国机械工程学会高级会员，江苏矢接学会常务理事、南京市焊接学会常务理事，江苏什装行业协会锅炉、压力容器、焊接专业委员会主任。

J-46 现代焊接 2013年第2期 总第122期多道焊时，等前-道焊缝冷却到IO0C左右再焊下-道，尽量减少焊接接头在危险温度范围内的停留时间，这是防止晶间腐蚀的重要工艺措施。

b、在焊材选择方面，首先应根据设计要求选用与母材相匹配的焊接材料。尽量选用低氢型焊条。

3.2 热裂纹当采用焊缝金属为奥氏体-铁素体双相组织的焊条焊接奥氏体不锈钢时，热裂纹倾向-般是不大的，但310s不锈钢为纯奥氏体单相不锈钢，含合金成份较高，出现热裂纹倾向的机率相应增加，必须采取下列措施防止热裂纹 ：a、采 晶粒细化减少焊缝中的有害杂质，提高焊缝的抗裂I生。

b、采取量快的焊速，等待焊层冷却后再焊下-道，以减懈缝过热 ，增强抗热裂纹的能力。

C、焊接结束或中断时，收弧要慢，挥要填满，防止产生火口裂纹。

d、铬镍不锈钢导热系数较小，而线膨胀系数较大，因此在焊接时变形倾向大。对厚板容易产生焊接应力，铬镍奥氏体不锈钢的电阻比碳钢大，焊接时焊条易于发红，焊接电流要小-些。

综合上述各点，焊接时应正确选择焊接方法、选择与母材相匹配的焊条、制定合理的焊接工艺等。

4 封头返修工艺方案4.1 焊工应持有国家质量监督检验检疫总局颁发的特种设备作业人员证书 ，并具备SMAW-FeIV-1G-12-Fef4项目，合格证在有效期内。

4.2 焊机选用ZX7-315，IGBT逆变式手工直流电弧焊机 ，电流、电压表显示良好，反应灵敏 ，焊接电流能在较大范围内均匀调节。

4.3 焊条镍对抗碱类的腐蚀性能良好，仅次于银，该封头的使用介质为烧碱，另外焊缝返修已经有二i忘 仆 "次，故此焊条选用大西洋GEN-CF3/GEN-70C(M307B)镍基合金用焊条，应符合GB，I138l4ENi6182AWSA5.1 1ENiCrFe-3.A5.1 1MENiCrFe-3ISO14172- ENi6182要求，GEN-CF3/GEN-70C(Ni307B)镍基合金耐热焊条，采用直流电源，直径不大于3.2mm可全位置焊接，由于焊缝金属中有-定量的合金元素，所以焊缝金属具有较好的抗蚀、抗裂性能。

焊前焊条须经350～400C烘焙l小时。其化学成分及机械性能见表2。焊接参数见表3。

镍基焊条焊接要求与不锈钢基本相同。焊接时尽量减少热输入量，在焊透的前提下尽量采用小电流，但直注意焊接速度的控制，防l 夹渣，若焊条摆动，摆动宽度在焊条直径的2.5倍之内，注意层 (道)间温度控制，最好控制在100%以下。

5 返修方案及措施以点带面全面展开：首先选定1～2个返修位置按下列要求进行返修。经无损检测合格后再有序展开流水作业。由1名气刨工专门负责刨槽，2名打磨工负责刨槽打磨并着色检查，2名焊工负责返修。为使焊缝温度不超过IO0C，焊工可同时返修3～4条焊缝，跳焊式进行。

5.1 定位按照返修惯例，返修前根据检验部门提供的无损探伤通知单和x射线底片，用片子核对焊缝标出缺陷位置，但是封头的焊缝在旋压前己打磨和母材-样平 ，标设缺陷带来很大难度，只能找出板与板之间的中性线来定位。封头照片如图l所示。定位及标识如图2所示。

5.2 刨槽用碳弧气刨在标出的部位刨槽，清除焊接表2 焊条的化学成分 (% )及机械性能C Mn Si S P Ni Mo FeO.10 3-9.5 0.1O 0.015 O.03 60 7.0 10Cr NbTa RInMPa ReLMPa A%13～17 1-2.5 550 ≥350 30现代焊接 2013年第2期 总第122期 J-47