? ? ??引言

??????我公司制造的一臺預(yù)熱器，為硫磺制酸改造項目焚硫轉(zhuǎn)化工段設(shè)備，結(jié)構(gòu)如圖1所示，殼程介質(zhì)為空氣，工作溫度進口為120℃，出口為530℃，設(shè)計壓力20kPa，管程介質(zhì)為氧氣、氮氣、二氧化碳、水等，工作溫度進口為700℃，出口為300℃，設(shè)計壓力2kPa，其中換熱管采用20#滲鋁管，規(guī)格為Ф45mm×3.5mm，上管板（接頭編號C1）為Q345R材料，厚度為45mm；下管板（接頭編號C2）為S30408材料，厚度為45mm。
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??????滲鋁鋼是在高溫條件下，活性鋁原子擴散到碳鋼或合金鋼上，形成具有表層鋁鐵合金層的鋼材，具有抗高溫氧化、抗硫化氫腐蝕性和耐環(huán)烷酸腐蝕性等性能，廣泛應(yīng)用于石油化工、鍋爐余熱回收設(shè)備中。其耐腐蝕性首先是因為在滲鋁層表面形成了一層致密的附著力極強且穩(wěn)定的Al2O3保護膜，其次是在液體介質(zhì)中滲鋁層相當于一個陽極，滲鋁層中的鋁被緩慢消耗，使母材腐蝕得以延緩。但由于滲鋁層的組織、化學(xué)成分、熔點、導(dǎo)熱性能等與基體金屬差異很大，使?jié)B鋁鋼焊接有以下特點：（1）容易產(chǎn)生裂紋。鋁是鐵素體化元素，焊接時易氧化，從而使焊接接頭韌性下降，在應(yīng)力作用下極易開裂；（2）氣孔較多。熔池中鋁的存在使焊縫易產(chǎn)生氣孔；（3）鎢極污染。采用鎢極氬弧焊時熔池表面有氧化鋁懸浮物，易污染鎢極；（4）影響耐腐蝕性。焊接線能量過大或焊接熱熔化易破壞焊縫處管子的滲鋁層，影響滲鋁層的防腐作用[1-2]。
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??????根據(jù)滲鋁鋼的焊接特點和預(yù)熱器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，進行了滲鋁換熱管與上下管板焊接工藝評定試驗，以制定焊接工藝，保證產(chǎn)品焊接質(zhì)量。

?????1焊接工藝試驗

?????焊接方法

??????滲鋁鋼可采用焊條電弧焊、熔化極氣體保護焊、惰性氣體保護焊等方法進行焊接，根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)型式和公司焊接經(jīng)驗，采用鎢極自動氬弧焊方法進行焊接，焊接參數(shù)設(shè)定見表1。
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表1?焊接參數(shù)設(shè)定

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?????焊接材料[2-4]

?????為保證焊縫與母材具有相同的腐蝕性能，選用某廠家生產(chǎn)的國產(chǎn)焊材，焊絲為ER309Mol，規(guī)格為Ф1.0mm，化學(xué)成分見表2所示。焊接時采用99.99%的氬氣保護，流量為8～12L/min。

表2?焊絲ER309MoL化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)）（%）

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???焊前清理

?????滲鋁鋼焊前清理非常重要，20#滲鋁管待焊接部位采用砂輪打磨去除表面雜質(zhì)和表面的氧化鋁，但應(yīng)注意不要破壞表面滲鋁層，管板待焊部位同樣打磨干凈，不得有油污、氧化物、水分等影響焊接質(zhì)量的雜質(zhì)。
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???試驗方案

?????根據(jù)接頭編號C1、C2不同材料，分兩個焊接試件，編號為PQR1550和PQR1551。PQR1550選用管板材質(zhì)為Q345R，PQR1551選用管板材質(zhì)為S30408，換熱管均為20#滲鋁管，按照NB/T47014附錄D進行焊接工藝評定試驗。

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?????2試驗結(jié)果分析

?????試件焊接后進行100%PT檢測，無裂紋缺陷，取樣后進行宏觀金相檢測和角焊縫厚度測量，結(jié)果見表3，宏觀金相顯示焊縫無裂紋、未熔合、根部未焊透等缺陷，角焊縫厚度均大于2/3b（＞2.33mm），結(jié)果符合NB/T47014附錄D要求[5]。
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表3?試驗結(jié)果

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?????3結(jié)束語

?????預(yù)熱器產(chǎn)品換熱管表面滲鋁，換熱管與管板的接頭焊接極易產(chǎn)生缺陷，采用鎢極自動氬弧焊，選用ER309MoL焊絲，進行20#滲鋁換熱管與Q345R、S30408管板的焊接工藝評定試驗，結(jié)果表明焊接接頭質(zhì)量符合NB/T47014附錄D標準要求，此工藝可以用于產(chǎn)品焊接。