一种加强型异种钢焊接接头结构的制作方法

    专利2026-02-04  2


    本技术涉及一种锅炉高温部件焊接接头结构,尤其是一种加强型异种钢焊接接头结构,属于火力发电。


    背景技术:

    1、目前,公知的,近年来,随着电站锅炉进入超临界、超超临界时代,锅炉高温部件铁素体/奥氏体异种钢焊接接头越来越多,国内外多次发生异种钢接头低于设计寿命的早期失效事故,导致整个机组被迫停机而造成巨大经济损失。针对异种钢管焊接接头的早期失效,设计了一种异种钢焊接接头。


    技术实现思路

    1、为了克服现有技术的上述不足,本实用新型提供一种加强型异种钢焊接接头结构,该结构能够提高强度,预防早期失效,延长使用寿命。

    2、本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是:

    3、一种加强型异种钢焊接接头结构,所述异种钢包括低合金钢侧母材和高合金钢侧母材,所述焊接接头结构包括分别设置于所述低合金钢侧母材与所述高合金钢侧母材焊接端的第一焊接坡面和第二焊接坡面,所述第一焊接坡面与所述第二焊接坡面之间形成焊接坡口,所述焊接坡口内填充有对接焊缝,所述第一焊接坡面和所述第二焊接坡面的角度均为30°,所述第一焊接坡面的中部还设有台阶平面。

    4、作为本技术方案的进一步改进设计,所述台阶平面与所述低合金钢侧母材上表面的距离为所述低合金钢侧母材壁厚的0.2~0.3倍,所述台阶平面的长度尺寸为所述低合金钢侧母材壁厚的0.6~0.8倍。

    5、作为本技术方案的进一步改进设计,所述对接焊缝的外侧设有焊缝盖面,所述焊缝盖面的宽度超过所述焊接坡口靠近所述第一焊接坡面一侧边缘,同时与所述焊接坡口靠近所述第二焊接坡面一侧边缘对齐。

    6、作为本技术方案的进一步改进设计,所述焊缝盖面的宽度超过所述焊接坡口靠近所述第一焊接坡面一侧边缘6~8mm。

    7、作为本技术方案的进一步改进设计,所述焊缝盖面的上表面及其在所述低合金钢侧母材与所述高合金钢侧母材外壁表面的延长部位,以及所述对接焊缝的下表面及其在所述低合金钢侧母材与所述高合金钢侧母材内壁表面的延长部位,均设有渗铝防护层。

    8、作为本技术方案的进一步改进设计,所述低合金钢侧母材采用铁素体钢,所述高合金钢侧母材采用奥氏体钢。

    9、作为本技术方案的进一步改进设计,所述对接焊缝及所述焊缝盖面的材质均为镍基。

    10、借助上述技术方案,本实用新型的一种加强型异种钢焊接接头结构,能够至少实现以下的技术优势:

    11、本实用新型的焊接接头结构,通过设置角度为30°的第一焊接坡面和第二焊接坡面,能够降低低合金钢侧母材侧熔合线部位的蠕应变,提高了异种钢焊接接头抗氧化性能,将氧化作用和应变作用削弱,能够提高异种钢焊接接头的安全性及使用寿命;同时,本实用新型的焊接接头结构,通过将低合金钢侧母材的第一焊接坡面的中部设置台阶平面,能够有效将氧化和应变的交互作用分离,从而能够避免异种钢接头运行中在低合金钢侧母材侧焊接坡口处,产生的氧化缺口持续贯穿整个熔合线,可大大降低异种钢焊接接头失效概率,有效预防了异种钢焊接接头的早期开裂。



    技术特征:

    1.一种加强型异种钢焊接接头结构,所述异种钢包括低合金钢侧母材和高合金钢侧母材,其特征在于,所述焊接接头结构包括分别设置于所述低合金钢侧母材与所述高合金钢侧母材焊接端的第一焊接坡面和第二焊接坡面,所述第一焊接坡面与所述第二焊接坡面之间形成焊接坡口,所述焊接坡口内填充有对接焊缝,所述第一焊接坡面和所述第二焊接坡面的角度均为30°,所述第一焊接坡面的中部还设有台阶平面。

    2.根据权利要求1所述的一种加强型异种钢焊接接头结构,其特征在于,所述台阶平面与所述低合金钢侧母材上表面的距离为所述低合金钢侧母材壁厚的0.2~0.3倍,所述台阶平面的长度尺寸为所述低合金钢侧母材壁厚的0.6~0.8倍。

    3.根据权利要求1或2所述的一种加强型异种钢焊接接头结构,其特征在于,所述对接焊缝的外侧设有焊缝盖面,所述焊缝盖面的宽度超过所述焊接坡口靠近所述第一焊接坡面一侧边缘,同时与所述焊接坡口靠近所述第二焊接坡面一侧边缘对齐。

    4.根据权利要求3所述的一种加强型异种钢焊接接头结构,其特征在于,所述焊缝盖面的宽度超过所述焊接坡口靠近所述第一焊接坡面一侧边缘6~8mm。

    5.根据权利要求4所述的一种加强型异种钢焊接接头结构,其特征在于,所述焊缝盖面的上表面及其在所述低合金钢侧母材与所述高合金钢侧母材外壁表面的延长部位,以及所述对接焊缝的下表面及其在所述低合金钢侧母材与所述高合金钢侧母材内壁表面的延长部位,均设有渗铝防护层。

    6.根据权利要求5所述的一种加强型异种钢焊接接头结构,其特征在于,所述低合金钢侧母材采用铁素体钢,所述高合金钢侧母材采用奥氏体钢。

    7.根据权利要求6所述的一种加强型异种钢焊接接头结构,其特征在于,所述对接焊缝及所述焊缝盖面的材质均为镍基。


    技术总结
    一种加强型异种钢焊接接头结构,所述异种钢包括低合金钢侧母材和高合金钢侧母材,所述焊接接头结构包括分别设置于所述低合金钢侧母材与所述高合金钢侧母材焊接端的第一焊接坡面和第二焊接坡面,所述第一焊接坡面与所述第二焊接坡面之间形成焊接坡口,所述焊接坡口内填充有对接焊缝,所述第一焊接坡面和所述第二焊接坡面的角度均为30°,所述第一焊接坡面的中部还设有台阶平面。本技术能够提高强度,预防早期失效,延长使用寿命。

    技术研发人员:王旭,赵建军,谌康,刘长福,陈鑫,李凤强,卢波,褚建忠
    受保护的技术使用者:大唐国际发电股份有限公司北京高井热电分公司
    技术研发日:20230915
    技术公布日:2024/4/29
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