一种电站锅炉受热面管屏吊挂装置中铸钢支撑架与镍-铁-铬型合金弯板的焊接方法与流程

本发明涉及一种电站锅炉受热面管屏吊挂装置中铸钢支撑架与镍-铁-铬型合金弯板的焊接方法。

背景技术：

1、过热器和再热器管屏的吊挂装置是燃煤电站塔式锅炉受热面管屏的重要承载和传热元件，其常用结构为在竖直方向的悬吊管上焊接多排对称等距的奥氏体不锈钢耳板后，与u型管排插套固定形成受热面管屏，水平布置在塔式炉炉膛上部，整体结构简洁、紧凑，膨胀系统简单，易于实现受热面管屏对流疏水、酸洗和均匀传热，具有较高的传热利用系数和材料安全裕度，同时可大幅降低受热面磨损和烟风系统阻力。通过对悬吊管本身的强度校核设计、耳板结构、形式的合理布置及材料匹配，不仅使其能够承载受热面的重量，保证整个受热面在运行过程中的安全，同时为受热面系统的定向合理膨胀提供结构支撑。

2、在超超临界高效燃煤电站锅炉中的高温过热器部件需要通过吊挂用固定装置吊挂在锅炉炉膛或相应的位置上，确保其在运行过程中保持稳定，不会因自重或其他外力而发生移位、晃动等情况，并承担高温过热器自身的重量以及运行中可能承受的各种动态和静态负荷，保障设备的安全运行；现有吊挂用固定装置选用了35ni-19cr-1.25si的镍-铁-铬型合金材料弯板与19cr-39ni的耐热耐磨铸钢材料支撑架焊接代替原奥氏体不锈钢角板式结构，且19cr-39ni的耐热耐磨铸钢材料支撑架与吊挂管采用套装固定代替焊接固定，避免了原结构中的焊缝受剪切力破坏而损伤吊挂管的风险，保证结构安全。但由于业内对这两种材料各自和相互焊接研究很少，二者相焊尚无合适成分匹配焊材，业内也无成熟的焊接工艺参考，故原定工艺按高匹配原则选用镍基焊条(型号enicrfe-2)施焊2层。然而，当应用于产品生产初期后发现有连接焊缝开裂现象，单屏一次焊接合格率仅为50～75％，将裂纹去除时，发现裂纹大都位于打底层焊道中心且几乎贯穿整条焊缝，极少数位于起收弧薄弱处，而一旦裂纹产生，通常需返工1到2次才能合格，经分析确定开裂原因有以下几点：

3、①19cr-39ni的耐热耐磨铸钢铸造工艺较复杂，铸钢母材质量差异明显，即使同一名焊工用相同焊材和参数施焊，成品也会有较大差异；在实际焊接过程中，19cr-39ni的耐热耐磨铸钢母材的晶体先天缺陷诱发了焊缝中心开裂的情况；

4、②35ni-19cr-1.25si的镍-铁-铬型合金弯板与19cr-39ni的耐热耐磨铸钢支撑架本身可焊性差，且零件尺寸对照图纸存在一定偏差，造成装配后间隙不均，导致焊接过程中两侧焊接接头焊道宽窄薄厚不一，造成局部拘束应力增大，加剧了焊缝开裂风险；

5、③enicrfe-2焊条本身易出现热裂纹且焊渣附着力很高，必须采用强烈敲击或砂轮打磨才能去除焊渣，而当打底层焊道厚度较薄(≤2mm)时，受强力振动就会加剧焊缝裂纹扩展；而当打底层焊道增厚(＞2.5mm)时，亦不利于清渣和检查。

技术实现思路

1、本发明是为了解决35ni-19cr-1.25si的镍-铁-铬型合金弯板与19cr-39ni的耐热耐磨铸钢铸钢支撑架焊接开裂的问题，而提供一种电站锅炉受热面管屏吊挂装置中铸钢支撑架与镍-铁-铬型合金弯板的焊接方法。

2、本发明一种电站锅炉受热面管屏吊挂装置中铸钢支撑架与镍-铁-铬型合金弯板的焊接方法包括：

3、对待焊35ni-19cr-1.25si的镍-铁-铬型合金材料弯板与19cr-39ni的耐热耐磨铸钢材料进行多层焊接；所述多层焊接包括打底层焊接和盖面层焊接，打底层的层间温度控制在100～200℃，盖面层的层间温度控制在5～150℃；其中，所述打底层焊接的条件包括：焊接电流为90～115a，焊接电压为21～25v；所述盖面层焊接的条件包括：焊接电流为65～105a，焊接电压为21～25v；多层焊接前，将工件待焊坡口调整成船型坡口位置，在焊缝表面处于水平面位置上采用右焊法施焊；施焊时，运条前倾至与水平面夹角成30°～40°，采用小电流快速微摆动焊接完成。

4、本发明的有益效果：

5、本发明以对35ni-19cr-1.25si的镍-铁-铬型合金弯板与19cr-39ni的耐热耐磨铸钢支撑架焊接成功为依托，结合材料自身焊接性，设计了35ni-19cr-1.25si的镍-铁-铬型合金弯板与19cr-39ni的耐热耐磨铸钢支撑架的焊接工艺，有效保证焊接质量及供货周期。经改进后，截止目前，已成功用于某项目的高温过热器管屏制造中，经对1720个焊缝连续跟踪指导和检查，确认一次合格率达到95％以上，仅个别存在起、收弧微小表面缺陷，通过轻微打磨即可消除，成功解决了35ni-19cr-1.25si的镍-铁-铬型合金弯板与19cr-39ni的耐热耐磨铸支撑架焊接开裂的问题，保证了35ni-19cr-1.25si的镍-铁-铬型合金弯板与19cr-39ni的耐热耐磨铸钢支撑架的焊接质量，为后续同类型焊接问题的解决提供一定的参考。

技术特征：

1.一种电站锅炉受热面管屏吊挂装置中铸钢支撑架与镍-铁-铬型合金弯板的焊接方法，其特征在于该焊接方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种电站锅炉受热面管屏吊挂装置中铸钢支撑架与镍-铁-铬型合金弯板的焊接方法，其特征在于所述打底层焊接使用的焊条型号为e309l-16。

3.根据权利要求2所述的一种电站锅炉受热面管屏吊挂装置中铸钢支撑架与镍-铁-铬型合金弯板的焊接方法，其特征在于所述打底层焊接使用的焊条直径为φ3.2mm。

4.根据权利要求1所述的一种电站锅炉受热面管屏吊挂装置中铸钢支撑架与镍-铁-铬型合金弯板的焊接方法，其特征在于所述盖面层焊接使用的焊条型号为enicrfe-3或enicrfe-2。

5.根据权利要求4所述的一种电站锅炉受热面管屏吊挂装置中铸钢支撑架与镍-铁-铬型合金弯板的焊接方法，其特征在于所述盖面层焊接焊接使用的焊条直径为φ3.2mm。

6.根据权利要求1所述的一种电站锅炉受热面管屏吊挂装置中铸钢支撑架与镍-铁-铬型合金弯板的焊接方法，其特征在于打底层焊接前，采用火焰加热工装进行均匀加热，加热温度为100～150℃。

7.根据权利要求6所述的一种电站锅炉受热面管屏吊挂装置中铸钢支撑架与镍-铁-铬型合金弯板的焊接方法，其特征在于所述火焰加热工装为单头燃气预热装置或多头燃气预热装置。

8.根据权利要求1所述的一种电站锅炉受热面管屏吊挂装置中铸钢支撑架与镍-铁-铬型合金弯板的焊接方法，其特征在于整屏打底层焊接完毕且目视检查合格后，再施焊盖面层。

9.根据权利要求1所述的一种电站锅炉受热面管屏吊挂装置中铸钢支撑架与镍-铁-铬型合金弯板的焊接方法，其特征在于每层焊道厚度≥2mm，盖面层焊道采用凸焊道方式补强，打底层和盖面层焊道方向相反。

10.根据权利要求1所述的一种电站锅炉受热面管屏吊挂装置中铸钢支撑架与镍-铁-铬型合金弯板的焊接方法，其特征在于收弧应填5～6次弧坑，并逐层错开起收弧位置，焊后打磨起收弧点，保证焊道整体高度均匀。

技术总结一种电站锅炉受热面管屏吊挂装置中铸钢支撑架与镍‑铁‑铬型合金弯板的焊接方法。本发明涉及一种电站锅炉受热面管屏吊挂装置中铸钢支撑架与镍‑铁‑铬型合金弯板的焊接方法。本发明目的是为了解决解决35Ni‑19Cr‑1.25Si的镍‑铁‑铬型合金弯板与19Cr‑39Ni的耐热耐磨铸钢铸钢支撑架焊接开裂的问题。方法：采用多层焊接；所述多层焊接包括打底层焊接和盖面层焊接，多层焊接前，将工件待焊坡口调整成船型坡口位置，在焊缝表面处于水平面位置上采用右焊法施焊；施焊时，运条前倾至与水平面夹角成30°～40°，采用小电流快速微摆动焊接完成。在不改变使用材料和设计结构的前提下，降低焊接操作难度，保证焊接接头质量。技术研发人员：马鸣,翟雨蒙,刘洋,徐兵,危兆胜,郭志成,刘海,赵卫君,张克廷,王志坚,徐祥久受保护的技术使用者：哈尔滨锅炉厂有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29