2. Princípio do processo
(1) Como o aço SA335-P91 é um aço de grão fino, se a temperatura entre passes for muito alta durante a soldagem, ela aumentará em 8/5, fazendo com que seus grãos cresçam e percam a resistência e tenacidade originais do aço.
No entanto, é impossível normalizá-lo durante a soldagem no local.
Portanto, a temperatura entre passes deve ser rigorosamente controlada durante a soldagem para evitar o crescimento de grãos.
(2) A largura de aquecimento, a temperatura constante, o tempo de temperatura constante, a largura do isolamento e a espessura do isolamento do tratamento térmico são os principais fatores que afetam a tenacidade da solda.
Aumentar adequadamente a largura de aquecimento, a largura do isolamento, a espessura do isolamento e o tempo de temperatura constante ajudará a aumentar o grau de revenido da estrutura de martensita e a melhorar a tenacidade da solda.
3. Processo de soldagem
(1) A soldagem de apoio adota soldagem a arco de argônio de camada dupla, e as outras camadas são processos de soldagem multicamadas e multipassagem.
O eletrodo de φ3,2 mm é selecionado e a espessura de uma única camada é ≤ 3 mm.
Durante o processo de soldagem, a relação entre a corrente de soldagem e a velocidade de soldagem deve ser bem compreendida.
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Ao aumentar a velocidade de soldagem, reduzindo a espessura do cordão de solda, o método de soldagem de camada fina rápida e de amplo balanço deve ser usado.
(2) Durante a soldagem, os técnicos usam uma pistola de medição de temperatura por infravermelho distante para medir a temperatura entre passes de cada camada de solda (a temperatura entre passes é a temperatura de 10 ~ 20 mm na frente da poça de fusão, expressa pelo valor mais alto), e a temperatura entre passagens é estritamente controlada abaixo de 300 ℃.
Quando a pistola de medição de temperatura por infravermelho distante mostrar que a temperatura excede 300 ℃, pare a soldagem imediatamente e continue a soldar quando a temperatura cair para 230 ℃.
Após a soldagem de cada camada ser concluída, o técnico usa um paquímetro para medir o espessamento do cordão de solda.
O espessamento máximo é ≤ 3mm.
É estritamente proibido formar um filete de solda entre a ranhura e o cordão de solda.
4. Precauções de soldagem
A corrente de soldagem é selecionada de acordo com as características do eletrodo.
Para o eletrodo com transição de revestimento, o eletrodo pode ser derretido usando uma corrente menor, o que pode reduzir a entrada de calor.
A desvantagem é que o ponto de fusão do tungstênio no revestimento é alto, o que pode facilmente causar a inclusão de tungstênio na solda.
Em suma, não importa o tipo de vareta de soldagem utilizada, é necessário garantir a fluidez do ferro fundido e a poça fundida transparente, principalmente a boa fusão na raiz da ranhura.
Nesta base, serão utilizadas especificações pequenas, na medida do possível.
5. Processo de tratamento térmico
O tratamento térmico pós-soldagem adota a máquina de tratamento térmico DKPC-12360 – 12, que é aquecida pelo resistor cerâmico Caterpillar, e o termopar é ligado e fixo.
São usados termopar blindado tipo K, fio de compensação correspondente e registrador automático de temperatura, e algodão com isolamento de silicato de alumínio é usado.
(1) Pré-aquecimento antes da soldagem e controle de temperatura entre passes
O aquecimento elétrico é adotado para pré-aquecimento.
Quatro termopares são usados para controlar a temperatura.
Os pontos de controle de temperatura são 3, 6, 9 e 12.
A extremidade do termopar está a 20 mm da borda da ranhura de solda (veja a Figura 1) e a temperatura de pré-aquecimento é de 150 ℃.
Quando a temperatura atinge a temperatura constante de 0,5h, a soldagem de apoio pode ser iniciada para manter o equilíbrio da temperatura e melhorar a soldabilidade do metal base.
Durante a soldagem a arco de metal blindado, a temperatura sobe para 230 ℃, o alarme de sobretemperatura é definido para 260 ℃ e a temperatura entre passagens deve ser de 200 ~ 300 ℃.
O tratador térmico monitora a temperatura e aquece imediatamente se a temperatura estiver muito baixa.
Se a temperatura estiver muito alta, a soldagem deve ser interrompida imediatamente e reiniciada quando a temperatura for restaurada para 230 ℃.
A temperatura entre passes deve ser rastreada e controlada pela máquina de tratamento térmico durante todo o processo de soldagem.
Fig. 1 Termopar a 20 mm da borda da ranhura durante o controle de temperatura entre camadas
(2) Tratamento térmico pós-soldagem
Primeiro, o termopar deve estar em bom contato com a solda durante o tratamento térmico.
A extremidade quente do termopar é geralmente colocada na primeira solda próxima à borda da ranhura e deve ser firmemente presa com fio de ferro 20 # para evitar que o termopar se solte devido à expansão térmica em temperatura constante, conforme mostrado na Fig. Figura 3.
Fig. 2 Coloque a extremidade quente do termopar na primeira solda para garantir um bom contato entre a extremidade quente e a solda
Fig. 3 Diagrama de Instalação de Termopares para Controle de Temperatura na Zona 4 e Zona 3 do PWHT
Em segundo lugar, durante a instalação do aquecedor, o cordão de solda, a escória de soldagem e os respingos na superfície da soldagem devem ser limpos para fechar o aquecedor e a superfície da soldagem.
Após a instalação do aquecedor, ele deve ser amarrado com fio de ferro 20 # para evitar a expansão da faixa de aquecimento em altas temperaturas (ver Fig. 4).
Fig. 4 O aquecedor deve ser amarrado com fio de ferro grosso após a instalação
Terceiro, aumente a espessura e a largura do isolamento de tratamento térmico, e a espessura do isolamento é de 100 mm, conforme mostrado na Fig.
Fig. 5 Espessura e largura da preservação do calor aumentando o tratamento de aquecimento
Quarto, para cotovelos, tês ou soldas próximas a válvulas e corpos de cilindros, além de aquecedores de esteira, aquecedores de corda também devem ser usados para aquecimento auxiliar.
Enrole o aquecedor de corda na posição onde o aquecedor não consegue entrar em contato bem com a peça de trabalho, conforme mostrado na Fig.
Figura 6
Quinto, os parâmetros de tratamento térmico do tubo P91 são mostrados na tabela anexa.
Aumentar razoavelmente o tempo de temperatura constante, a largura de aquecimento, etc. conduz ao aumento da tenacidade da solda.
Porém, a redução da dureza da solda não pode depender muito do aumento do tempo de temperatura constante e da largura de aquecimento, caso contrário o metal base será amolecido.
Em vez disso, devem ser encontradas soluções sobre a precisão do controlo da temperatura e o método de embalagem.
Parâmetros de tratamento térmico
| Especificação mm × mm | Tempo de temperatura constante/h | Largura de aquecimento/mm | Largura de isolamento/mm | Espessura do isolamento/mm |
| φ cinquenta e oito mil e cinquenta e nove × setenta e três vírgula seis | 8 | 600 | 1200 | 100 |
| φ quatrocentos e trinta e quatro vírgula sete nove × cinquenta e sete vírgula seis | 8 | 570 | 1200 | 100 |
| φ novecentos e oitenta e cinco vírgula cinco oito × trinta e quatro vírgula seis | 5 | 600 | 1200 | 100 |
| φ setecentos e dois vírgula sete × vinte e seis vírgula quatro | 4 | 400 | 1000 | 100 |
| φ quinhentos e vinte e três vírgula sete × dezenove vírgula oito | 4 | 400 | 800 | 100 |
Sexto, processo de tratamento térmico
Após a soldagem, a temperatura deve ser reduzida para 110 ℃ por 60 min, para que a martensita possa ser totalmente transformada, e então a temperatura deve ser elevada para tratamento térmico.
O tratamento térmico pós-soldagem é todo conduzido por aquecimento elétrico “infravermelho distante”, e o processo de tratamento térmico é mostrado na Fig.
Figura 7
6. Precauções para tratamento térmico
(1) Durante o pré-aquecimento, o termopar deve estar a 20 mm de distância da borda da ranhura. Quando a temperatura subir até a temperatura de pré-aquecimento, a soldagem deverá ser iniciada com temperatura constante de 30min.
A temperatura entre passes deve ser rigorosamente controlada durante a soldagem.
Como a medição da temperatura da máquina de tratamento térmico geralmente é atrasada em cerca de 30 ℃, o alarme de superaquecimento é definido para 260 ℃.
Quando a temperatura exceder, pare de soldar imediatamente e comece a soldar quando a temperatura cair para 230 ℃.
(2) A precisão da medição da temperatura é o fator mais crítico para o efeito do tratamento térmico.
Termopares e registradores de temperatura devem ser calibrados por unidades qualificadas antes do uso, e o tempo de uso dos termopares deve ser registrado.
Os termopares devem ser calibrados uma vez após serem usados por mais de 200 horas.
Como a temperatura entre passes é de 200 ~ 300 ℃, os pontos de verificação do termopar são 200 ℃, 400 ℃, 600 ℃ e 800 ℃.
(3) A polaridade do fio de compensação deve estar correta ao conectar com o termopar.
Os dois conectores do fio de compensação e do termopar, bem como os dois conectores da máquina de tratamento térmico, devem estar na mesma temperatura ambiente, respectivamente, caso contrário, é fácil causar medições imprecisas de temperatura.
A conexão entre o fio de compensação e o fio do termopar deve ser confiável usando a base de fiação.
Não é permitido parafusar diretamente os dois fios. Desta forma, a resistência da linha consumirá a diferença de potencial e causará facilmente superaquecimento.
