國產乙烯裂解爐的輻射段和對流段以及段內各部位的溫度不同，選有用了不同鋼材的爐管。溫度200～400℃的區域選用20鋼管或低合金鉻鉬鋼（如15CrMo、12Cr1MoV），爐溫600～700℃區域選用中合金耐(nai)熱鋼1Cr5Mo的管材，溫度950～1050℃的輻射段，選用奧(ao)氏(shi)體不銹鋼4Cr25Ni20離心鑄造管，與其連接的法蘭材料是奧氏體不銹鋼06Cr18Ni11Ti鍛件。這樣，在同一管路中出現了奧氏體不銹(xiu)鋼管與1Cr5Mo鋼焊接鋼焊接，同時也出現了不同牌號奧氏體不銹鋼的焊接。
一、焊接(jie)性(xing)分(fen)析
由于(yu)4Cr25Ni20不銹鋼管為(wei)奧氏體基體加上共晶碳化物組織，與上述兩(liang)種(zhong)鋼材(cai)焊接時(shi)，在焊接過(guo)程(cheng)中易發生(sheng)熱裂紋、冷(leng)裂紋和σ相(xiang)析出。
二、焊接工藝
1. 焊接材料的選擇
為(wei)了(le)(le)消除焊(han)接(jie)熱(re)裂紋，防止(zhi)σ相(xiang)脆化和冷(leng)裂紋傾向，要提(ti)高(gao)焊(han)接(jie)材料中碳和氮的(de)含量(liang)，又要控制其鉬、鈮的(de)含量(liang)。在A407焊(han)條（E310型(xing)(xing)）的(de)基礎上，研制出一(yi)種專(zhuan)用(yong)焊(han)條。其熔敷金屬(shu)化學成(cheng)分(fen)的(de)質(zhi)量(liang)分(fen)數（％）為(wei)：C＝0.35～0.40,Si<1.0, Mn <1.5, S. P<0.035, Cr=23 ~27, Ni=18~20,Mo≤0.15,N=0.04～0.14。經多次試驗(yan)和生產實踐證(zheng)明，用(yong)該焊(han)條焊(han)接(jie)4Cr25Ni20爐(lu)管(guan)與(yu)06Cr18Ni11Ti鍛(duan)件法蘭，既能(neng)抗熱(re)裂紋又能(neng)減少σ相(xiang)析出，取得了(le)(le)良好的(de)焊(han)接(jie)性(xing)。4Cr25Ni20不銹(xiu)鋼爐(lu)管(guan)與(yu)1Cr5Mo鋼管(guan)焊(han)接(jie)，選用(yong)A302焊(han)條（E309型(xing)(xing)）即可。
2. 焊接坡口的選擇
選(xuan)用合理(li)的(de)焊(han)(han)接坡口尺(chi)寸和(he)形(xing)狀來保證(zheng)管(guan)(guan)道根部的(de)焊(han)(han)透性(xing)能(neng)(neng)，可采用V形(xing)或(huo)U形(xing)坡口。可以(yi)用焊(han)(han)條電弧焊(han)(han)進行打(da)底焊(han)(han)，實現單面焊(han)(han)雙面成形(xing)，但(dan)操作(zuo)技能(neng)(neng)要(yao)求高；選(xuan)用鎢極氬弧焊(han)(han)的(de)方法，不加填(tian)充金屬，將鈍邊(bian)熔透也能(neng)(neng)保證(zheng)焊(han)(han)根焊(han)(han)透，但(dan)對鈍邊(bian)要(yao)求嚴格，要(yao)鈍邊(bian)尺(chi)寸控制在1.0～1.5mm，鈍邊(bian)過大或(huo)過小均會引起未焊(han)(han)透或(huo)焊(han)(han)穿。管(guan)(guan)子與管(guan)(guan)子裝配時(shi)，希(xi)望間隙越小越好。同時(shi)對坡口的(de)加工精度也有相應的(de)要(yao)求，機械加工后的(de)坡口要(yao)用砂(sha)輪(lun)磨去(qu)尖角和(he)毛刺。在檢查(cha)待焊(han)(han)處確認無表面缺(que)陷時(shi)，才允(yun)許(xu)施焊(han)(han)。
3. 預熱和層間溫度(du)的控制
在4Cr25Ni20不(bu)銹鋼管(guan)與(yu)其他(ta)黑色(se)金屬(shu)焊(han)(han)(han)接時(shi)，若不(bu)進行焊(han)(han)(han)前預(yu)熱，在定位(wei)焊(han)(han)(han)和(he)正式焊(han)(han)(han)的(de)根部封(feng)底焊(han)(han)(han)縫會產生裂紋，所(suo)以(yi)必須預(yu)熱。4Cr25Ni20不(bu)銹鋼管(guan)與(yu)06Cr18Ni11Ti鋼焊(han)(han)(han)接時(shi)，預(yu)熱溫(wen)度(du)控(kong)制在100℃，層間(jian)溫(wen)度(du)在150℃以(yi)下；但4Cr25Ni20不(bu)銹鋼管(guan)與(yu)1Cr5Mo鋼焊(han)(han)(han)接時(shi)，情況則不(bu)相同，預(yu)熱溫(wen)度(du)要提高(gao)到360～400℃，層間(jian)溫(wen)度(du)控(kong)制在300℃左(zuo)右。雖說預(yu)熱溫(wen)度(du)的(de)提高(gao)，會引起4Cr25Ni20鋼焊(han)(han)(han)縫一側晶內碳化(hua)物粗(cu)化(hua)，但它能避(bi)免由于預(yu)熱溫(wen)度(du)太低，而(er)使1Cr5Mo鋼焊(han)(han)(han)縫一側形成馬(ma)氏(shi)體組(zu)織而(er)造成脆斷(duan)的(de)事故(gu)。
4. 定位(wei)焊
定(ding)位焊(han)最容易(yi)產(chan)生的(de)缺陷是收(shou)弧時的(de)縮(suo)孔，而縮(suo)孔往往又會帶來弧坑裂(lie)紋。為了防止縮(suo)孔的(de)產(chan)生，焊(han)接電流(liu)不(bu)(bu)宜過大，電弧不(bu)(bu)能(neng)(neng)突(tu)然熄(xi)弧，要(yao)在收(shou)弧處反復焊(han)3～4點，以保證填滿弧坑。定(ding)位焊(han)焊(han)縫長度不(bu)(bu)宜太短，控制(zhi)在10mm左(zuo)右。沿(yan)管道定(ding)位3～4處，要(yao)保證定(ding)位焊(han)縫焊(han)透，背面呈圓滑過渡(du)，經滲透著色檢測，確認無(wu)缺陷時，方能(neng)(neng)進(jin)行根部打底焊(han)。
5. 打底(di)焊
通常選(xuan)用鎢極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)的方(fang)法且在(zai)管內充(chong)氬(ya)氣進行施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)。這(zhe)樣除(chu)了(le)可避免產(chan)生裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)外，還能保證背面(mian)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)成形(xing)良好。在(zai)封底焊(han)(han)(han)(han)(han)時，如果不(bu)加(jia)填充(chong)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲，收弧(hu)處有可能產(chan)生裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)，要(yao)采取下列措施(shi)來(lai)消(xiao)除(chu)：在(zai)收弧(hu)時適當填加(jia)一(yi)些焊(han)(han)(han)(han)(han)絲（H12Cr24Ni13焊(han)(han)(han)(han)(han)絲）填滿(man)弧(hu)坑；或者不(bu)加(jia)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲將收弧(hu)移到引出板(ban)上也可。打底焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)完后，要(yao)進行滲透(tou)著色檢(jian)測，一(yi)旦發現裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)，必須(xu)徹底清除(chu)干(gan)凈(jing)，直至確認無裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)(wen)(wen)為(wei)(wei)(wei)止(zhi)。為(wei)(wei)(wei)了(le)保證背面(mian)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)成形(xing)均勻，組裝時要(yao)嚴格控制裝配間隙，內徑錯位量也要(yao)控制小于(yu)0.5mm為(wei)(wei)(wei)佳。
6. 其他層次焊道的焊接
其(qi)他(ta)層次焊(han)(han)(han)(han)(han)道的焊(han)(han)(han)(han)(han)縫，大多采用焊(han)(han)(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)的方法進行施焊(han)(han)(han)(han)(han)，4Cr25Ni20鋼管與06Cr18Ni11Ti鋼鍛件在焊(han)(han)(han)(han)(han)第(di)二層時，選用A302（E309型）牌號焊(han)(han)(han)(han)(han)條，蓋面焊(han)(han)(han)(han)(han)縫選用上面介紹的專用焊(han)(han)(han)(han)(han)條施焊(han)(han)(han)(han)(han)；4Cr25Ni20 不銹鋼管與1Cr5Mo鋼管焊(han)(han)(han)(han)(han)接時，全部選用A302（E309型）牌號焊(han)(han)(han)(han)(han)條。
施焊(han)(han)過程中，在保證焊(han)(han)接(jie)質量的(de)前(qian)提下，選用(yong)小的(de)焊(han)(han)接(jie)電流和較快的(de)焊(han)(han)接(jie)速度。焊(han)(han)條不(bu)(bu)允許作橫向擺(bai)動，以(yi)窄焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)為宜。焊(han)(han)接(jie)時不(bu)(bu)允許在坡口外引弧(hu)和收弧(hu)，否(fou)則易(yi)產(chan)生裂紋。無論定位焊(han)(han)、打(da)底焊(han)(han)還(huan)(huan)是蓋面焊(han)(han)，焊(han)(han)后在焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)處嚴禁錘擊(ji)，不(bu)(bu)得(de)使(shi)用(yong)扁(bian)鏟修整焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)及清渣，因為4Cr25Ni20不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)對冷(leng)作硬(ying)化(hua)特別(bie)敏感，還(huan)(huan)會促使(shi)σ相的(de)形成。焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)處的(de)清理可使(shi)用(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)鋼(gang)絲(si)刷(shua)或(huo)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)鋼(gang)絲(si)輪，修復(fu)缺陷時應使(shi)用(yong)薄片砂輪。
7. 焊(han)接(jie)后(hou)熱處理
焊后熱(re)處理的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)經過(guo)多次(ci)試驗和生(sheng)(sheng)產考核(he)，最(zui)后確定的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)為(wei)1070℃，保溫(wen)(wen)2h，然(ran)后空冷(leng)。在此溫(wen)(wen)度(du)范圍內，可以(yi)(yi)使已生(sheng)(sheng)成的(de)(de)(de)σ相(xiang)(xiang)進行(xing)固(gu)溶處理，使之在焊縫金屬中消失，這(zhe)樣(yang)就能(neng)減少冷(leng)裂紋形成的(de)(de)(de)可能(neng)性(xing)。在生(sheng)(sheng)產中，為(wei)了消除(chu)(chu)長期加熱(re)而生(sheng)(sheng)成的(de)(de)(de)σ相(xiang)(xiang)，可以(yi)(yi)把爐溫(wen)(wen)升高，使σ相(xiang)(xiang)重新固(gu)溶到(dao)奧氏體組織中，然(ran)后冷(leng)卻(que)，借(jie)以(yi)(yi)消除(chu)(chu)σ相(xiang)(xiang)。這(zhe)種定期、短(duan)時間(jian)提高工(gong)作(zuo)溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)措(cuo)施，一般在每(mei)使用數百小時后，重復一次(ci)，就能(neng)達到(dao)上述目的(de)(de)(de)。
