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℃區域選用中合金耐熱鋼1Cr5Mo的管材，溫度950～1050℃的輻射段，選用奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)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、焊接性分析
由于4Cr25Ni20不銹鋼管為奧氏體基體加上共(gong)晶碳化(hua)物組織，與(yu)上述兩(liang)種鋼材焊接時，在焊接過程中易發生熱裂紋(wen)、冷裂紋(wen)和σ相析出(chu)。
二、焊接工藝(yi)
1. 焊接材料的選(xuan)擇
為了消除焊(han)接(jie)熱裂紋(wen)，防止(zhi)σ相脆化和(he)冷(leng)裂紋(wen)傾向，要(yao)(yao)提高焊(han)接(jie)材料中(zhong)碳和(he)氮(dan)的(de)含量(liang)，又要(yao)(yao)控(kong)制其鉬、鈮的(de)含量(liang)。在A407焊(han)條（E310型）的(de)基礎上，研制出一(yi)種專用(yong)焊(han)條。其熔敷金屬化學成分的(de)質量(liang)分數（％）為：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(ci)試驗和(he)生產(chan)實(shi)踐證明，用(yong)該(gai)焊(han)條焊(han)接(jie)4Cr25Ni20爐管與(yu)06Cr18Ni11Ti鍛件法(fa)蘭，既(ji)能(neng)抗(kang)熱裂紋(wen)又能(neng)減(jian)少σ相析出，取得了良好的(de)焊(han)接(jie)性。4Cr25Ni20不銹鋼爐管與(yu)1Cr5Mo鋼管焊(han)接(jie)，選(xuan)用(yong)A302焊(han)條（E309型）即可。
2. 焊接坡(po)口的選擇
選用(yong)合理(li)的焊接坡(po)口(kou)尺(chi)寸(cun)和(he)形(xing)(xing)狀來保證管道根部的焊透性能(neng)，可(ke)采用(yong)V形(xing)(xing)或U形(xing)(xing)坡(po)口(kou)。可(ke)以用(yong)焊條電弧焊進(jin)行打底焊，實現單面(mian)焊雙面(mian)成形(xing)(xing)，但操(cao)作技能(neng)要(yao)求高(gao)；選用(yong)鎢(wu)極氬(ya)弧焊的方法，不加(jia)填充(chong)金屬，將鈍邊熔透也(ye)能(neng)保證焊根焊透，但對鈍邊要(yao)求嚴格(ge)，要(yao)鈍邊尺(chi)寸(cun)控制在1.0～1.5mm，鈍邊過(guo)大(da)或過(guo)小均(jun)會引起未焊透或焊穿(chuan)。管子(zi)與管子(zi)裝配時，希(xi)望間隙越(yue)小越(yue)好。同時對坡(po)口(kou)的加(jia)工(gong)精度(du)也(ye)有相應的要(yao)求，機械加(jia)工(gong)后(hou)的坡(po)口(kou)要(yao)用(yong)砂(sha)輪磨去尖角和(he)毛刺。在檢查待焊處(chu)確(que)認(ren)無表面(mian)缺陷(xian)時，才允許施(shi)焊。
3. 預熱和層間溫(wen)度的控(kong)制
在(zai)(zai)4Cr25Ni20不(bu)銹鋼(gang)(gang)管與(yu)其他黑色金屬(shu)焊(han)(han)(han)接時，若不(bu)進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)前預(yu)熱，在(zai)(zai)定位焊(han)(han)(han)和正(zheng)式焊(han)(han)(han)的(de)根部封底焊(han)(han)(han)縫會(hui)產生裂紋，所以必須(xu)預(yu)熱。4Cr25Ni20不(bu)銹鋼(gang)(gang)管與(yu)06Cr18Ni11Ti鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)接時，預(yu)熱溫(wen)度(du)(du)控制(zhi)在(zai)(zai)100℃，層間(jian)溫(wen)度(du)(du)在(zai)(zai)150℃以下；但(dan)4Cr25Ni20不(bu)銹鋼(gang)(gang)管與(yu)1Cr5Mo鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)接時，情(qing)況(kuang)則不(bu)相(xiang)同，預(yu)熱溫(wen)度(du)(du)要(yao)提高到360～400℃，層間(jian)溫(wen)度(du)(du)控制(zhi)在(zai)(zai)300℃左右。雖說預(yu)熱溫(wen)度(du)(du)的(de)提高，會(hui)引起4Cr25Ni20鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)縫一側晶內(nei)碳化(hua)物粗化(hua)，但(dan)它(ta)能避(bi)免由于預(yu)熱溫(wen)度(du)(du)太低，而使1Cr5Mo鋼(gang)(gang)焊(han)(han)(han)縫一側形(xing)成(cheng)(cheng)馬氏體(ti)組(zu)織(zhi)而造成(cheng)(cheng)脆斷(duan)的(de)事故(gu)。
4. 定位焊(han)
定(ding)位(wei)(wei)焊(han)最容易產(chan)生(sheng)的(de)缺陷是(shi)收弧時的(de)縮(suo)孔(kong)，而縮(suo)孔(kong)往往又會帶來弧坑裂紋。為了(le)防(fang)止縮(suo)孔(kong)的(de)產(chan)生(sheng)，焊(han)接(jie)電流不(bu)(bu)宜過(guo)大，電弧不(bu)(bu)能突然熄弧，要在收弧處反復焊(han)3～4點(dian)，以(yi)保證(zheng)填滿(man)弧坑。定(ding)位(wei)(wei)焊(han)焊(han)縫長度不(bu)(bu)宜太短，控制在10mm左右。沿管道定(ding)位(wei)(wei)3～4處，要保證(zheng)定(ding)位(wei)(wei)焊(han)縫焊(han)透，背面呈圓滑過(guo)渡，經滲(shen)透著色檢(jian)測，確(que)認無缺陷時，方能進(jin)行根部(bu)打底焊(han)。
5. 打底焊
通常選(xuan)用(yong)鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)的(de)方法且(qie)在(zai)管內充(chong)氬氣進行(xing)施焊(han)。這樣除(chu)了(le)可(ke)避(bi)免產(chan)生裂紋(wen)外，還能保證背(bei)面(mian)焊(han)縫成形良好。在(zai)封底焊(han)時，如果不加填(tian)充(chong)焊(han)絲，收(shou)弧(hu)(hu)處(chu)有(you)可(ke)能產(chan)生裂紋(wen)，要采取下列措施來消除(chu)：在(zai)收(shou)弧(hu)(hu)時適當填(tian)加一些焊(han)絲（H12Cr24Ni13焊(han)絲）填(tian)滿(man)弧(hu)(hu)坑；或者不加焊(han)絲將收(shou)弧(hu)(hu)移到引出板(ban)上也可(ke)。打底焊(han)焊(han)完后，要進行(xing)滲透著色檢測，一旦發(fa)現裂紋(wen)，必須徹底清除(chu)干凈，直至確認(ren)無裂紋(wen)為止(zhi)。為了(le)保證背(bei)面(mian)焊(han)縫成形均勻(yun)，組裝(zhuang)時要嚴格控制裝(zhuang)配(pei)間隙，內徑錯位量也要控制小于0.5mm為佳。
6. 其他層(ceng)次焊道的(de)焊接
其他(ta)層次焊(han)(han)(han)道的(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)，大多(duo)采用(yong)焊(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)的(de)方法進(jin)行施焊(han)(han)(han)，4Cr25Ni20鋼管(guan)(guan)與06Cr18Ni11Ti鋼鍛件在焊(han)(han)(han)第二層時，選用(yong)A302（E309型）牌號焊(han)(han)(han)條(tiao)，蓋(gai)面焊(han)(han)(han)縫(feng)選用(yong)上面介紹的(de)專用(yong)焊(han)(han)(han)條(tiao)施焊(han)(han)(han)；4Cr25Ni20 不(bu)銹鋼管(guan)(guan)與1Cr5Mo鋼管(guan)(guan)焊(han)(han)(han)接(jie)時，全(quan)部(bu)選用(yong)A302（E309型）牌號焊(han)(han)(han)條(tiao)。
施焊(han)(han)(han)過程中，在保證焊(han)(han)(han)接(jie)質量(liang)的(de)前提下，選(xuan)用(yong)小的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)電流和較快(kuai)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)速度。焊(han)(han)(han)條不(bu)允(yun)許(xu)作橫(heng)向擺動(dong)，以(yi)窄焊(han)(han)(han)縫為(wei)宜。焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi)不(bu)允(yun)許(xu)在坡口外引弧(hu)和收弧(hu)，否則易(yi)產(chan)生裂(lie)紋(wen)。無(wu)論定位焊(han)(han)(han)、打底(di)焊(han)(han)(han)還是蓋面焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)后在焊(han)(han)(han)縫處(chu)嚴(yan)禁(jin)錘擊，不(bu)得(de)使(shi)(shi)用(yong)扁鏟修(xiu)整焊(han)(han)(han)縫及(ji)清渣，因為(wei)4Cr25Ni20不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管對冷作硬化特(te)別(bie)敏(min)感，還會促使(shi)(shi)σ相的(de)形成。焊(han)(han)(han)縫處(chu)的(de)清理可使(shi)(shi)用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)鋼(gang)絲刷或不(bu)銹(xiu)鋼(gang)鋼(gang)絲輪，修(xiu)復缺陷時(shi)應使(shi)(shi)用(yong)薄(bo)片砂輪。
7. 焊(han)接后熱處理(li)
焊(han)后(hou)(hou)熱處(chu)理的(de)溫(wen)度(du)(du)經過多次試驗和生產考核(he)，最后(hou)(hou)確定的(de)溫(wen)度(du)(du)為(wei)1070℃，保(bao)溫(wen)2h，然后(hou)(hou)空(kong)冷。在此溫(wen)度(du)(du)范圍內，可(ke)以使(shi)(shi)已生成的(de)σ相(xiang)(xiang)進(jin)行固溶處(chu)理，使(shi)(shi)之在焊(han)縫金屬中(zhong)消(xiao)失，這樣就能(neng)(neng)減少(shao)冷裂(lie)紋形(xing)成的(de)可(ke)能(neng)(neng)性。在生產中(zhong)，為(wei)了消(xiao)除長期加(jia)熱而生成的(de)σ相(xiang)(xiang)，可(ke)以把爐溫(wen)升高(gao)，使(shi)(shi)σ相(xiang)(xiang)重新固溶到奧氏體組織中(zhong)，然后(hou)(hou)冷卻(que)，借以消(xiao)除σ相(xiang)(xiang)。這種定期、短(duan)時間提高(gao)工(gong)作溫(wen)度(du)(du)的(de)措施，一(yi)(yi)般在每使(shi)(shi)用(yong)數(shu)百小時后(hou)(hou)，重復一(yi)(yi)次，就能(neng)(neng)達到上述目的(de)。
