论文,高炉风口大套焊接.doc

高炉风口大套焊缝裂纹的处理机装二处：机二摘 要：风口大套是高炉的一个重要组成部分，处于高温区域，且吉林建龙1#、2#高炉的风口大套没有大套法兰，是大套与炉体直接焊接，其中最为关键的是大套为铸造体，炉体为Q345B低合金材质。不仅焊接难度打，且易产生裂纹现象。下面将产生这些不良现象的原因以及防止和克服这些缺陷产生的措施方法加以介绍。关键词：裂纹、Q345B、风口大套、厚板、环境温度、预热及焊后热处理前 言：高炉风口大套处于高炉温度最高区域，内有中套、小套。常见的大套，外有大套法兰，法兰与炉体相焊接，大套由固定销固定在大套法兰上。而我公司承接吉林建龙钢铁1#、2#1800m3高炉的大套是直接与炉体相焊接。其中在1#高炉26个风口大套焊接过程中，碰到了问题，即裂纹产生，为了更好地反映情况，我在这里介绍一下，焊缝主要质量要求，位置和焊接参数等情况。1、焊缝的位置，型式及质量要求风口大套与炉体T型接头，坡口为K型坡口（如图一）图一 风口大套剖面示意图2、焊缝100%UT检测，等级为二级。3、材质的性能：炉壳为Q345B低合金钢，风口大套位于炉壳第四带，炉壳厚度为80mm，Q345B在常温（20）的综合力学性能和焊接性都很好。风口大套为成品铸钢体，这种产品在加工时工艺相对粗糙，含碳量很高，si、s、p的含量也很高，宅的塑和韧性都很差。4、提出问题：焊接时存在的问题产生的原因。首先，我们在炉的内侧进行施焊，当要焊接完工时，焊缝沿大套的一侧边缘出现与焊缝裂纹，成直线状，当时着手在焊的几个大套都有这种情况，使工作处于停工状态。为了找出产生裂纹的原因，翻阅了相关资料。对材料的成份和性能做进一步的了解；对焊接过程进行比对找出问题如下：（1）环境温度低在施焊时，当时的环境温度只有0左右，Q345B在20的情况下有着很好的力学性能和加工性能。当环境温度降到0时，它的塑性有很大的降低。而淬硬倾向增大，对裂纹的敏感性也随之增大。由此，可见在这种情况下，焊缝极易产生开裂。（2）由于风口带的材质厚度为80mm，大套厚为60mm。为圆台形。内端直径小于外端直径，加之内侧为55坡口。这样焊缝的填充量大。层次多，焊道多，在整个焊接过程中，若不能很好地控制层间的温度，保持多层多道焊。就会使焊接缝的热量增大，收缩力增大。查阅资料得知低合金和铸钢体在焊后冷却过程中易出现低塑性的脆硬组织，当焊接接头拘束力较大时，易产生裂纹。（3）底层焊道的碳化物导致焊缝开裂吉钢高炉的大套是直接与炉体相焊接的。大套的本身是铸钢体，这类产品在加工时工艺粗糙、碳含量很高、杂质多，它的塑性和韧性都很差，表面存在较厚的敷层。在焊大套表面这层焊道时，电流稍有增大或焊条作横向摆动就会使焊缝中碳和杂质增加。焊缝中，熔入较多的C及S、P杂质就增大了焊接接头对冷却速度变化的敏感性及冷热裂纹的敏感性。（4）预热温度不够，焊后没有及时加热处理，产生裂纹的几个大套的焊接没有采取电加热，而是用火焰加热、没有具体测温，只是凭感觉来确定温度的高低。这样，用火焰来加热整个焊缝，焊缝的受热程度不均，加之，大套所处的位置高、空旷、风大、气温低，当火焰一离开，温度就急骤下降，很难得到有效的加热温度。大而厚的低合金钢和铸钢在环境温度低于0时必须使整个焊体加热，显然，我们只对焊缝两侧约250mm范围进行加热是不够的。焊缝焊完后没有及时的加热，让氢足够溢出，导致焊缝氢脆，也是产生裂纹的重要原因。5、解决问题：经过以上分析，针对焊缝所产生的问题和了解问题的原因，我采取了有效的防范措施和焊接方法。（1） 经查找资料，了解到低合金钢在温度低于0时，在工艺允许范围内可适当提高预热温度。整个焊件必须加热至80以上，根据这一规律，把原先预热温度提到了250300，焊缝两侧预热面积扩大到原来的两倍。由原先的火焰加热改为温控电加热（如图二），减缓焊缝的冷却速度，改善接头的塑性，降低裂纹产生的可能性。 电加热（2） 保持层间温度。小电流多层多道对称施焊，由于焊缝填充量较大。焊道多，层次多，保证整个焊缝层间温度很重要，我们采取双人对称分段（如图三），小电流，多层多道施焊，利用电子测温枪对焊缝进行监测。使层间温度始终保持在250300，这样大大降低了焊缝接头拘束力，改善了收缩变形现象了。（3） 当焊到大套表面这一焊道时，采用小电流快速施焊，焊条不作横向摆动，最大化减少大套母材在熔池中稀释，改善这一焊道的碳化组织，提高焊缝接头的塑性。（4） 严格控制氢的来源，氢在焊缝中的危害极大，也是产生裂纹的主要因素之一。在原有基础上加大两侧清理范围，严格控制焊条的干燥温度和保温时间。使焊条充分脱氢。（5） 焊后热处理及保温缓冷。内侧整个焊缝完工后，立即采用电加热对焊缝进行加热，使氢尽快溢出，避免有氢脆和氢至裂纹出现。用石棉进行保温，让其缓慢冷却，减少应力。附焊接参数：焊接层次焊条直径焊条牌号焊接电流（A）焊条烘干温度（）电板极性预热温度（）层间温度（）焊后消氢温度（）打底层4E7016160180350400直流反极250300中间层4E7016170180350400直流反极250300300盖面层4E7016170180350400直流反极经过实施这些措施后，在其后的1#、2#高炉风口大套焊接中，大大的提高了焊接质量。再也没有裂纹出现，使UT一次检测100%合格， 结 束 语低合金钢Q345B和铸钢体在环境温度为0的焊接时应掌握好预热温度和层间温度，控制好焊接速度，电流大小、和焊接顺序。易出现焊缝边缘开裂的主要原因是：预热不到位，焊接电流过大，焊缝的碳化物和杂质增多，在较大的应力作用下所产生。因此适当提高预热范围和预热温度，在工艺范围内减小焊接电流，采用多层多道焊，杜绝氢的来源，搞好焊后热处理，即可避免裂纹的产生，保证焊接接头的质量。参考文献职业技能鉴定教材电焊2 中国劳动出版社电焊工工艺学 科学普及出版社。