150t转炉支撑板的焊接

2014-12-14张广英

金属加工(热加工) 2014年16期

关键词：施焊层间热处理

张广英

1.概述

转炉作为炼钢的主体设备，其支撑板承受着整个炉体的负荷，所以对支撑板的焊接质量要求十分严格。我厂已生产各种规格转炉设备上百台，在许多钢厂平稳安全的运行，在转炉的制作上有着丰富的经验，本文就我厂为某企业生产的150t转炉支撑板的焊接介绍经验。

2.焊接结构

150t转炉高度10 000mm，φ6 800mm，炉壳壳体厚度65mm，支撑法兰与炉壳焊接为一体，结构如图1所示。

支撑板由板厚180mm和130mm的钢板拼焊而成，最初焊接时，多次出现裂纹等缺陷，后经仔细分析和多次试验最终取得了理想的效果，支撑板的结构和坡口形式如图2、图3所示。

3.材料的焊接性分析

转炉支撑板材质为Q345,抗拉强度为450～655MPa，伸长率为19%～21%，其碳当量CE=0.535%，根据经验公式：当CE=0.4%～0.6%时，钢材的淬硬倾向逐渐明显，冷裂倾向严重。从材料本身考虑，冷裂纹是焊接Q345钢板易出现的主要问题，淬硬组织是引起冷裂纹的决定性因素。焊接过程中能否形成氢致裂纹及敏感的淬硬组织是评定Q345钢板焊接性的一个重要指标，所以在制定焊接工艺时，应充分考虑氢的因素，为防止出现冷裂纹，需采取预热措施。

另外由于该构件强度高、板厚，结构刚性大，焊接时接头拘束应力也大,所以焊接存在的重要问题是热影响区的冷裂和过热区的脆化现象，为此焊前必须预热。

图1 支撑板与炉体的结构

图2 支撑板的结构

图3 坡口形式

4.焊接工艺制定

（1）确定预热温度预热是防止高强钢焊接冷裂纹的一种有效措施，首先要确定出合理的预热温度。由seferain法得出预热温度≥240℃，我们确定的预热温度为250～300℃。用电加热片加热到预热温度后，用保温棉覆盖焊缝两侧保温，再进行焊接，保证焊接过程中的层间温度，焊接完成后接着进行后热处理。

（2）焊前准备将加工好的工件按图样要求装配好，并进行定位焊固定，然后将焊缝两侧50mm范围内的水、铁锈、油污及其他杂物清理干净。焊前预热，焊前用履带式加热器预热到250～300℃，并把焊缝两侧其余部分用保温棉包裹。为保证埋弧焊焊接质量和容易引弧，将焊缝两侧点焊上焊接引弧板。

（3）焊接过程预热后应立即施焊，连续焊接，保证层间温度控制在200～300℃，并注意层间用风铲进行敲击及磨光机清理干净。打底焊采用CO2气体保护焊，I=220A，U=20V，焊丝为H08Mn2SiA，φ1.2mm，背面碳弧气刨清根。

打底后用埋弧焊施焊，焊丝采用H08Mn2SiA，φ5mm，焊剂HJ431，填充时I=700～750A，U=34～36V，v=20～22m/h，盖面时I=650～700A，U=32～34V，v=21～24m/h。为防止变形，正反面交替焊接，每焊接2～3遍，反面再焊，层间用风铲进行敲击，并随时检查变形情况，及时调整，直到焊接完成，接着进行后热处理。

为避免热影响区韧性的恶化，不推荐采用大电流焊接，采用窄焊道多道焊，这样不仅可以减少焊接变形，而且还可以使焊接热影响区和焊缝金属获得较好的韧性。采用碳弧气刨清根时，必须严格控制热输入，在碳弧气刨以后要用磨光机打磨清理表面后方可继续施焊。

（4）后热处理为改善焊接接头的组织和性能，减小或消除焊接残余应力，促使扩散氢逸出，防止产生冷裂纹，焊接完毕后应立即进行局部退火处理，并用石棉类物品保温，为了方便操作，我们采用电加热的方式进行局部退火处理，退火温度630℃，保温4h后缓冷。