摘要：本文主要分析了P280GH钢焊接性，概述了方家山P280GH主蒸汽主给水管道焊接工艺要点。认为只要焊接材料选择合适，掌握正确的施焊技术，严格执行工艺参数，特别是控制焊接速度与电流，使其在适当的范围内，在热处理严格执行工艺要求，P280GH钢的焊接质量是能得到保证的。
关键词：P280GH；焊接工艺
方家山核电工程常规岛主蒸汽主给水管道材质为P280GH，其中，大口径管道的主要规格包括：主蒸汽管道的规格有Φ813×36.53、Φ660×30.18、Φ762.×34.93，高压给水的规格有Φ559×38.1、Φ508×35.71、Φ457×31.75、413.6*28.58、Φ406.4×21.4。主蒸汽主给水管道对焊接的质量要求较严格。因此方家山P280GH主蒸汽主给水管道焊接是常规岛焊接施工的重难点之一。
1、P280GH钢焊接性分析
P280GH钢的化学成分、机械性能分别如表1、表2示：
由上表知，该钢的C、S、P含量的最大值处于国产低碳钢的上限；Si含量的最大值处于国产中碳钢的上限，Mn含量与低合金高强钢16 Mn的差不多，因此，P280GH钢的焊接特点也兼有上述三种钢的特点：
1.1 当结构钢性过大、C、S、P含量偏上限时，在常温或更低温度下焊接的主要问题是可能产生热裂纹；壁厚大于25mm的对接接头刚性大或因焊接方法不当会使热影响区产生过热组织——魏氏体，焊后应进行600～650℃回火热处理。
1.2 当碳含量为上限时，焊接性较差，主要问题为：容易在焊缝中产生气孔和热裂纹。尤其在第一层焊接中，母材的溶入比很大，其含碳量越高，产生CO2气孔的可能性越大，热裂纹敏感性也越强；热影响区容易产生低塑性的淬硬组织，当焊件刚性较大或焊条使用不当，易引起冷裂纹。
1.3 P280GH主要以Mn为强化元素提高钢的强度，而且具有一定的塑性和韧性，它的强度等级与低合金高强钢16Mn差不多，当强度等级高于490 MPa时，焊接性稍差。主要表现在热影响区有较大的淬硬倾向，强度越大，淬硬倾向越大，为此必须控制焊接线能量。如果用快速焊和小电流焊，就会使热影响区冷却速度加快，产生低塑性的淬硬组织，若还有焊缝含氢量过高和接头残余应力过大的情况，就容易产生冷裂纹。
2、焊接工艺
2.1 焊材及焊接方法的选择
焊接材料的选择需满足焊缝金属与母材等强及其力学性能指标的要求，同时含氢量尽量要低，以提高焊缝的抗裂性能和防止氢气孔的产生。采用CHG-56焊丝，CHE507低氢钠型碳钢焊条，用GTAW+SMAW工艺。另外TIG焊保护气体Ar的纯度一定要严格控制在99.99%以上。
2.2 焊接环境
当焊接环境出现以下任一情况而没有采取必要措施时禁止施焊。环境温度低于-2℃；焊接区域相对湿度大于90%；焊接区域风速：手工电弧焊大于10m/s，氩弧焊大于2 m/s；焊接区域：工件接触有雾、水或淋到雨；管内有穿堂风。
2.3 坡口准备
焊件经下料及坡口加工后按下列要求进行检查，合格后方可进行组对：坡口加工符合图样要求；坡口处母材无裂纹、重皮、及毛刺等缺陷；焊件在组装前应将坡口表面及附近母材内、外壁的油、漆、垢、锈、水等清理干净，直至发出金属光泽，清理范围：坡口两侧各为10～20mm。
2.4 对口
对口骑马铁可使用沿圆周均匀分布的两块或更多块与母材同类别材质的钢板；点固焊时，其焊接材料、焊接工艺、焊工和预热温度等应与正式施焊时相同；对口时，当出现特殊情况可采用塞块，点固塞块时其方法与骑马铁的焊接相同，但必须注意，用GTAW焊完后，必须去除塞块，最后须用磨光机磨去焊疤；对口时，不得强行组对；对口一般应做到内壁齐平，如有错口则其局部错口值不应超过壁厚的10%，且不大于1mm；外壁错口≤10%δ且≤4mm。当超过上述范围时，其厚度差可按下列方法处理：
2.4.1 内壁尺寸不相等而外壁齐平时，可加工成图（a）的形式。
2.4.2 外壁尺寸不相等而内壁齐平时，可加工成图（b）的形式。
2.4.3 内外尺寸均不相等时，可加工成图（c）的形式。
2.4.4 内壁尺寸不相等，厚度差≤5mm时，在不影响焊件强度的条件下要加工成图（d）的形式。
2.5焊口需预热，其预热参数按照焊接工艺卡，其中主汽门材质为15Cr2Mo1，热处理曲线不同，具体如图1。
2.6.2 施焊过程中，层间温度应不低于规定的预热温度的下限，且不高于350℃。
2.6.3 施焊中应特别注意引弧、收弧的质量，收弧时应将熔池填满，以防产生弧坑裂纹，采用多层多道焊时接头应错开；点固焊不得有任何缺陷，如果出现，必须全部去除并应移位重焊；氩弧焊检查完成后应立即进行次层的焊接，摆动焊宽度不大于所用焊条直径的3~4倍；单层焊道厚度不大于所用焊条直径加2mm，严禁使用已受潮的焊条和生锈的焊丝。
2.6.4 施焊过程除工艺和检验上要求分次焊接外，应连续完成。若被迫中断时，应采取防止裂纹产生的措施（如后热、缓冷、保温等）。再焊时应仔细检查并确认无裂纹后，方可按照工艺要求继续施焊。
2.7 焊后热处理
焊后热处理为高温回火。加温时应力求内、外壁与焊缝两侧温度均匀。恒温时，在加热范围内任意两测点间的温度差应﹤50℃.为避免焊缝产生冷冽倾向，焊后应立即升温至（625±25）℃，并恒温保持1.5h。温度降至300℃以下是可自然空冷。对于热处理的保温宽度，应从焊缝中心算起，每侧不小于管壁厚5倍，以减少温度梯度。
3、结论
方家山P280GH主蒸汽主给水管道焊接工艺质量符合标准要求。只要焊接材料选择合适，掌握正确的施焊技术，严格执行工艺参数，特别是控制焊接速度与电流（即输入的线能量），使其在适当的范围内，在热处理严格执行工艺要求，P280GH钢的焊接质量是能得到保证的。
论文作者:王其松,王金
论文发表刊物:《电力设备》2016年第22期
论文发表时间:2017/1/20
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