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(gang)1Cr5Mo的管材，溫度950～1050℃的輻射段，選用奧氏體不銹鋼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(bu)銹鋼管(guan)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)分析
由于(yu)4Cr25Ni20不銹鋼(gang)管(guan)為(wei)奧(ao)氏體(ti)基體(ti)加上(shang)共晶碳化(hua)物組織，與上(shang)述兩種鋼(gang)材焊(han)接時，在(zai)焊(han)接過(guo)程中易發生熱(re)裂紋(wen)、冷裂紋(wen)和(he)σ相析出。
二、焊(han)接工藝(yi)
1. 焊接材料的選擇
為了消除焊(han)接熱(re)(re)裂(lie)紋，防止σ相(xiang)脆化和(he)冷裂(lie)紋傾向，要(yao)提高(gao)焊(han)接材料中碳和(he)氮的含量，又要(yao)控制(zhi)(zhi)其鉬、鈮的含量。在A407焊(han)條(tiao)(tiao)（E310型(xing)）的基礎(chu)上(shang)，研制(zhi)(zhi)出(chu)一種專用(yong)焊(han)條(tiao)(tiao)。其熔敷金屬(shu)化學成分的質量分數（％）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。經多次試驗和(he)生產實踐(jian)證明，用(yong)該焊(han)條(tiao)(tiao)焊(han)接4Cr25Ni20爐管(guan)與06Cr18Ni11Ti鍛(duan)件法(fa)蘭(lan)，既(ji)能抗熱(re)(re)裂(lie)紋又能減少σ相(xiang)析出(chu)，取得了良好的焊(han)接性(xing)。4Cr25Ni20不銹鋼(gang)(gang)爐管(guan)與1Cr5Mo鋼(gang)(gang)管(guan)焊(han)接，選用(yong)A302焊(han)條(tiao)(tiao)（E309型(xing)）即可。
2. 焊接坡口的選擇(ze)
選用合理(li)的(de)(de)焊(han)接坡口(kou)尺(chi)(chi)寸和(he)形狀(zhuang)來保(bao)證管(guan)道(dao)根部的(de)(de)焊(han)透(tou)性能，可(ke)采(cai)用V形或U形坡口(kou)。可(ke)以(yi)用焊(han)條電弧(hu)焊(han)進行打底焊(han)，實(shi)現單面(mian)焊(han)雙面(mian)成(cheng)形，但操作技能要求(qiu)高；選用鎢極(ji)氬弧(hu)焊(han)的(de)(de)方(fang)法(fa)，不加填充(chong)金屬，將鈍邊(bian)熔(rong)透(tou)也能保(bao)證焊(han)根焊(han)透(tou)，但對鈍邊(bian)要求(qiu)嚴格，要鈍邊(bian)尺(chi)(chi)寸控制在1.0～1.5mm，鈍邊(bian)過大或過小均(jun)會引起未焊(han)透(tou)或焊(han)穿。管(guan)子與管(guan)子裝配(pei)時(shi)(shi)，希望間隙越小越好。同時(shi)(shi)對坡口(kou)的(de)(de)加工(gong)精度也有(you)相應的(de)(de)要求(qiu)，機械加工(gong)后的(de)(de)坡口(kou)要用砂輪(lun)磨去尖角(jiao)和(he)毛刺(ci)。在檢查待焊(han)處確(que)認無表(biao)面(mian)缺陷時(shi)(shi)，才(cai)允許(xu)施焊(han)。
3. 預熱和層間溫度的控制
在4Cr25Ni20不(bu)銹鋼管(guan)與(yu)其他黑色金屬焊(han)(han)接(jie)時(shi)(shi)，若不(bu)進(jin)行焊(han)(han)前預(yu)熱，在定位焊(han)(han)和(he)正式焊(han)(han)的根部封底焊(han)(han)縫(feng)會(hui)產(chan)生裂紋，所以必須(xu)預(yu)熱。4Cr25Ni20不(bu)銹鋼管(guan)與(yu)06Cr18Ni11Ti鋼焊(han)(han)接(jie)時(shi)(shi)，預(yu)熱溫(wen)(wen)度(du)控制在100℃，層間(jian)溫(wen)(wen)度(du)在150℃以下；但4Cr25Ni20不(bu)銹鋼管(guan)與(yu)1Cr5Mo鋼焊(han)(han)接(jie)時(shi)(shi)，情況(kuang)則不(bu)相(xiang)同，預(yu)熱溫(wen)(wen)度(du)要提高到360～400℃，層間(jian)溫(wen)(wen)度(du)控制在300℃左右。雖說預(yu)熱溫(wen)(wen)度(du)的提高，會(hui)引起(qi)4Cr25Ni20鋼焊(han)(han)縫(feng)一側(ce)晶內碳化(hua)物粗化(hua)，但它能避免(mian)由于預(yu)熱溫(wen)(wen)度(du)太低(di)，而使1Cr5Mo鋼焊(han)(han)縫(feng)一側(ce)形成馬氏(shi)體組織而造(zao)成脆斷的事(shi)故。
4. 定位焊(han)
定位(wei)焊(han)最容易產生(sheng)的缺陷(xian)是收(shou)(shou)弧時的縮孔(kong)，而縮孔(kong)往(wang)往(wang)又會帶來弧坑裂(lie)紋(wen)。為了防止縮孔(kong)的產生(sheng)，焊(han)接電(dian)流不宜(yi)過大，電(dian)弧不能(neng)突然(ran)熄(xi)弧，要在收(shou)(shou)弧處反復焊(han)3～4點，以保(bao)證填滿弧坑。定位(wei)焊(han)焊(han)縫長度不宜(yi)太(tai)短，控(kong)制在10mm左右。沿管道(dao)定位(wei)3～4處，要保(bao)證定位(wei)焊(han)縫焊(han)透，背面(mian)呈圓滑過渡，經(jing)滲透著色檢測，確(que)認無(wu)缺陷(xian)時，方能(neng)進行根部打底(di)焊(han)。
5. 打底焊(han)
通常選用(yong)鎢極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)的方法且在(zai)(zai)管內充(chong)氬(ya)氣進(jin)行施焊(han)(han)。這(zhe)樣(yang)除(chu)(chu)(chu)了可(ke)避(bi)免產生裂(lie)紋外，還能(neng)保(bao)證背面(mian)焊(han)(han)縫成形良(liang)好(hao)。在(zai)(zai)封底焊(han)(han)時，如果不加填(tian)充(chong)焊(han)(han)絲，收弧(hu)處(chu)有可(ke)能(neng)產生裂(lie)紋，要采取下(xia)列措施來消除(chu)(chu)(chu)：在(zai)(zai)收弧(hu)時適當填(tian)加一(yi)些焊(han)(han)絲（H12Cr24Ni13焊(han)(han)絲）填(tian)滿(man)弧(hu)坑；或(huo)者不加焊(han)(han)絲將(jiang)收弧(hu)移到引出(chu)板(ban)上也可(ke)。打底焊(han)(han)焊(han)(han)完后(hou)，要進(jin)行滲透著(zhu)色檢測(ce)，一(yi)旦發現裂(lie)紋，必須徹底清(qing)除(chu)(chu)(chu)干凈，直(zhi)至確(que)認(ren)無裂(lie)紋為止。為了保(bao)證背面(mian)焊(han)(han)縫成形均勻，組(zu)裝時要嚴格控制裝配間隙(xi)，內徑錯位量(liang)也要控制小于0.5mm為佳。
6. 其他(ta)層次(ci)焊(han)道的焊(han)接
其他層(ceng)次焊(han)(han)道(dao)的(de)(de)焊(han)(han)縫，大(da)多采用(yong)焊(han)(han)條電弧焊(han)(han)的(de)(de)方(fang)法進行(xing)施(shi)焊(han)(han)，4Cr25Ni20鋼(gang)管(guan)(guan)與(yu)06Cr18Ni11Ti鋼(gang)鍛件(jian)在焊(han)(han)第(di)二層(ceng)時，選(xuan)用(yong)A302（E309型）牌號焊(han)(han)條，蓋面焊(han)(han)縫選(xuan)用(yong)上面介紹(shao)的(de)(de)專(zhuan)用(yong)焊(han)(han)條施(shi)焊(han)(han)；4Cr25Ni20 不(bu)銹鋼(gang)管(guan)(guan)與(yu)1Cr5Mo鋼(gang)管(guan)(guan)焊(han)(han)接時，全(quan)部選(xuan)用(yong)A302（E309型）牌號焊(han)(han)條。
施焊(han)(han)(han)過程中，在保證焊(han)(han)(han)接質(zhi)量(liang)的(de)前提下，選用小的(de)焊(han)(han)(han)接電流和(he)較快(kuai)的(de)焊(han)(han)(han)接速度。焊(han)(han)(han)條不(bu)(bu)(bu)允許(xu)作橫向擺動，以窄焊(han)(han)(han)縫為宜。焊(han)(han)(han)接時不(bu)(bu)(bu)允許(xu)在坡口外引弧和(he)收弧，否則易(yi)產生(sheng)裂紋。無論定位焊(han)(han)(han)、打底焊(han)(han)(han)還是蓋面焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)后在焊(han)(han)(han)縫處(chu)嚴禁錘擊，不(bu)(bu)(bu)得使用扁鏟修(xiu)整焊(han)(han)(han)縫及清(qing)渣(zha)，因為4Cr25Ni20不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)管對冷(leng)作硬化特別敏感(gan)，還會促使σ相的(de)形成。焊(han)(han)(han)縫處(chu)的(de)清(qing)理可使用不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)鋼(gang)絲刷或不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)鋼(gang)絲輪，修(xiu)復缺陷時應使用薄片砂輪。
7. 焊接后熱處理
焊后(hou)熱(re)處(chu)理(li)的(de)溫度(du)(du)經過多次(ci)試(shi)驗和(he)生(sheng)產考核(he)，最后(hou)確定的(de)溫度(du)(du)為(wei)1070℃，保溫2h，然后(hou)空冷。在(zai)此溫度(du)(du)范圍內，可以使(shi)(shi)已生(sheng)成(cheng)的(de)σ相(xiang)(xiang)進行固溶處(chu)理(li)，使(shi)(shi)之在(zai)焊縫(feng)金屬中(zhong)(zhong)(zhong)消(xiao)失(shi)，這(zhe)樣就(jiu)能(neng)減少(shao)冷裂紋形成(cheng)的(de)可能(neng)性。在(zai)生(sheng)產中(zhong)(zhong)(zhong)，為(wei)了消(xiao)除長期加熱(re)而生(sheng)成(cheng)的(de)σ相(xiang)(xiang)，可以把爐溫升(sheng)高，使(shi)(shi)σ相(xiang)(xiang)重新固溶到(dao)奧氏體(ti)組織中(zhong)(zhong)(zhong)，然后(hou)冷卻(que)，借以消(xiao)除σ相(xiang)(xiang)。這(zhe)種定期、短時(shi)間提(ti)高工作溫度(du)(du)的(de)措施，一(yi)般在(zai)每(mei)使(shi)(shi)用數百小時(shi)后(hou)，重復一(yi)次(ci)，就(jiu)能(neng)達到(dao)上(shang)述目的(de)。
