1. P91鋼的化學(xué)成分
P91鋼為馬氏體耐熱鋼，其化學(xué)成分見表4-18.
2. 焊前準(zhǔn)備
對(duì)口裝配應(yīng)支撐牢固，防止在焊接過程中發(fā)生管道位移和變形。嚴(yán)禁在管道母材上焊接其他支撐物。支撐物應(yīng)遠(yuǎn)離加熱器300~500mm.對(duì)口間隙4~5mm,鈍邊≤2mm.點(diǎn)固時(shí)采用同種材料點(diǎn)固塊，長(zhǎng)度為10~20mm,用電焊點(diǎn)固到P91管坡口內(nèi)，待打底層完成后再用角磨機(jī)磨掉。
試件組對(duì)前用半圓銼將毛刺打磨掉，然后銼出所需鈍邊。清除試件坡口周圍20mm范圍內(nèi)鐵銹、油污等。
采用有效的充氬氣保護(hù)措施，在P91大管600mm長(zhǎng)度范圍內(nèi)，焊縫間隙用錫箔紙封死，管端用草紙板密閉封堵成一個(gè)氣池，在300℃時(shí)草紙板焦煳，760℃高溫回火后，草紙板變?yōu)榛覡a，不會(huì)造成危害。
3. 焊接
焊接方法采用手工TIG焊打底和焊條電弧焊填充蓋面。對(duì)于水平固定管始焊位置在時(shí)鐘6點(diǎn)位置，焊接方向由底向上分兩半圈進(jìn)行焊接，可先從逆時(shí)針方向開始。對(duì)于垂直固定管起焊位置不作要求。焊接工藝參數(shù)見表4-19.
①. 氬弧焊打底焊
a. 水平固定焊
水平固定氬弧焊在底部引弧后，在坡口根部間隙兩側(cè)用焊槍劃圈預(yù)熱，待坡口兩側(cè)鈍邊熔化形成熔孔后，由管內(nèi)側(cè)緊貼熔孔送進(jìn)焊絲，填絲方法如圖4-46和圖4-47所示。在鈍邊熔化邊緣兩側(cè)各送進(jìn)一滴液態(tài)金屬，通過焊槍橫向擺動(dòng)，使之形成搭橋連接。在打底焊過程中，應(yīng)根據(jù)焊接位置的不同變換填絲方式。在仰焊及仰爬坡焊位置采用內(nèi)填絲法，在立焊、立爬坡焊及平焊位置時(shí)采用外填絲法；焊絲與管外壁焊接方向成10°~15°夾角。打底焊時(shí)注意焊槍及焊絲擺動(dòng)方法，一般以鋸齒或月牙擺動(dòng)為宜（圖4-48).電弧熔化坡口每側(cè)0.5~1mm,焊絲送進(jìn)要緊貼熔池，焊絲端部跟電弧行走方向做小幅度橫向擺動(dòng)，擺動(dòng)中注意不得使焊絲與鎢極端部接觸。
封口焊時(shí)，當(dāng)電弧運(yùn)至距管子頂部3~4mm處，停止送絲，先在封口處周圍劃圈預(yù)熱，使之呈紅熱狀態(tài)，然后將電弧拉回原熔池填絲焊接。封口后停止送絲繼續(xù)向前施焊5~10mm停弧。停弧后不要立即移開焊槍，要待熔池凝固后再移開。
后半部焊接按順時(shí)針方向焊接，焊接方法與前半圈相同。打底焊縫厚度一般以2~2.5mm為宜。
b. 垂直固定焊
垂直固定氬弧焊在坡口內(nèi)側(cè)空間引弧，焊槍與焊接方向夾角為70°~80°,焊絲與管壁內(nèi)側(cè)周向夾角為10°~15°,將焊槍在坡口根部做上、下劃圈預(yù)熱。當(dāng)鈍邊熔化形成熔孔后，即在坡口根部上、下側(cè)各送一滴液態(tài)金屬，擺動(dòng)焊槍形成搭橋連接，然后開始正常焊接。填充時(shí)應(yīng)注意焊絲端部從上側(cè)坡口斜拉下側(cè)坡口根部，保證電弧一半用來熔化金屬，使之形成均勻焊縫；一半用來打開熔孔，保證背面焊縫成形。垂直固定管打底焊時(shí)，受重力作用，液態(tài)金屬極易下墜，因此在操作時(shí)送絲要節(jié)奏均勻，焊槍采用上、下斜拉鋸齒形擺動(dòng)方法，盡量采用短弧焊接。
②. 焊條電弧焊填充及蓋面焊
a. 水平固定焊
水平固定管填充及蓋面焊均采用焊條電弧焊，通常是將打底焊前半部分作為填充焊的后半部分，目的是將上下接頭錯(cuò)開，填充層運(yùn)條采用鋸齒形擺動(dòng)，在焊接過程中，從下向上焊接位置不得變化，焊條角度也應(yīng)隨之發(fā)生變化，如圖4-49所示。
蓋面層采用月牙形運(yùn)條焊接，在坡口兩側(cè)邊緣要注意停頓。焊條擺動(dòng)要平穩(wěn)，以使焊后波紋均勻美觀。引弧點(diǎn)要在焊接前方10~15mm處，電弧引燃后，要拉回熔池中心處，待弧坑填滿后，方能繼續(xù)向前擺動(dòng)焊接。水平固定管焊道布置如圖4-50所示。
b. 垂直固定焊
垂直固定管焊接時(shí)，必須保證焊縫上下兩端熔合良好，不得出現(xiàn)未熔合和夾渣等缺陷。填充焊道采用多道焊，焊道分布如圖4-51所示。焊條角度如圖4-52和圖4-53所示。第一道焊時(shí)焊條與焊接方向的夾角為75°~85°,與坡口下端夾角為50°~60°,運(yùn)條方法為斜圓圈形。焊接過程中注意電弧中心對(duì)準(zhǔn)上一層焊縫的下邊緣，向前運(yùn)條時(shí)不要將坡口棱邊破壞，以防蓋面焊時(shí)影響視線。下一道焊對(duì)準(zhǔn)上一道焊縫的上邊緣，但焊條角度向下適當(dāng)調(diào)整。運(yùn)條時(shí)注意電弧覆蓋焊道情況，下側(cè)要稍大于上一道焊縫中心，上側(cè)要緊貼坡口邊緣棱角處。
蓋面焊時(shí)第一道采用直線形運(yùn)條，短弧焊接。焊接中注意坡口下邊緣熔化情況，一般熔池要熔化坡口邊緣0.5~1mm.下一道焊接采用斜圓圈形運(yùn)條方法，要壓住上一道焊縫近2/3.焊條擺動(dòng)幅度要視所剩焊縫寬度選擇。寬度大采用斜鋸齒擺動(dòng)，寬度小則采用直線運(yùn)條方法。焊接中要適當(dāng)減小焊接電流，并縮短弧長(zhǎng)，使熔化的液態(tài)金屬和熔渣均勻覆蓋在焊縫表面上，得到整齊美觀的焊縫成形。
4. 焊后熱處理
焊后在焊縫冷至100~120℃后進(jìn)行焊后熱處理。焊后熱處理的升溫速度控制在150℃以下，恒溫溫度為750℃±10℃,恒溫時(shí)間按壁厚每25mm保溫1h計(jì)算，但不得少于3h,降至300℃以下，可以不作控制。
