HCMT冷焊技术
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发表时间:2017年8月16日

HCMT冷焊技术

l        技术简介

HCMT冷焊技术是我公司在引进国际焊接领域最优秀的焊接系统平台上,经过自主研发和工艺设计后,研发的一种针对垃圾炉、生物质炉等高氯碱腐蚀的防腐技术工艺。我公司HCMT冷焊技术工艺最主要的优势就是热输出量低,一次焊接成型并达到防腐层所需的厚度及含铁量要求。热输出量减少意味着较小的稀释率和最小的变形,同时也减少了变形后的校正工作量,极大程度减少对焊接基体的热损伤,这对在工作时要承受压力的膜式水冷壁来说尤其重要。基于HCMT冷焊工艺系统优秀的功能,结合Inconel625镍基材料在高温状况的优良耐腐蚀性能,形成了一套我司独有的针对垃圾炉、生物质锅炉受热面防腐的解决方案,能有效解决垃圾炉受热面存在的腐蚀问题。与未做堆焊防腐的普通水冷壁比较,在相同腐蚀工况条件下,寿命可延长810倍以上。

 

l        适用范围

主要适用于垃圾焚烧炉、生物质锅炉、冶金行业余热锅炉受热面上的高抗腐蚀功能需求。


l        技术特点及优势

送丝监控与过程控制的统一

①电弧引燃,焊丝向前进给

当熔滴进入熔池,电弧熄灭,电流减小

焊丝回抽使熔滴脱落,短路电流保持较小值

焊丝回复到进给状态,熔滴过渡依此过程循环开始


HCMT冷焊技术工作原理图

② 低热输出量
    HCMT冷焊技术实现了无电流状态下的熔滴过渡。当短路电流产生,焊丝即停止前进并自动地回抽。在这种方式中,电弧自身输出热量的过程很短,短路发生,电弧即熄灭,热输出量迅速地减少。整个焊接过程即在冷热交替中循环往复。与传统的焊接设备相比较,在达到相同焊接工艺的要求下,可以减少20%40%的热输出量,可以极大地减少对焊接基体的热损伤,这对在工作时要承受压力的锅炉管壁来说尤其重要。

③ 低稀释率控制
   
由于HCMT冷焊系统低热输出量的优势,经我公司堆焊后的焊层一次成型即能达到所需的厚度,并且焊层成分均匀无突变,分层检测后不同厚度含铁量均能有效控制在5%以下。

④ 无飞溅过渡
   
在短路状态下焊丝的回抽运动帮助焊丝与熔滴分离。通过对短路的控制,保证短路电流很小,从而使得熔滴过渡无飞溅,不会形成焊层缺陷,不易形成表面积灰。

⑤ 全自动焊接

 整个工艺过程采用全自动焊接执行机构,充分保障焊层结构和性能。同时配以完整的质量控制程序和工艺流程,有效保证堆焊产品的焊接质量。

l        工艺比较

技术市场,Inconel625材料堆焊也有采用普通气保焊设备、通过采用多层堆焊达到控制铁元素含量的工艺存在,这种工艺虽然可以达到控制焊层铁元素含量的目的,但带来各层焊道铁元素含量不均的问题,在使用中体现出焊层前后寿命不均的现象;同时对锅炉管进行多次热加工,焊接变形和残余应力加大,在使用过程中增加了爆管风险。

HCMT冷焊和普通气保焊工艺比较如下:

 

HCMT冷焊工艺

普通气保焊工艺

飞溅控制

堆焊过程无飞溅,焊层表面光滑,不形成焊接缺陷

堆焊过程飞溅大,焊层表面有金属附着物,易造成焊接缺陷

热输出

堆焊过程热输出量低20~40%,锅炉管综合机械性能不发生改变

堆焊过程热输出量大,锅炉管容易产生综合机械性能改变,增加运行过程中的爆管风险

堆焊成形

堆焊层一次成形,达到所需厚度,焊层铁元素含量控制在5%以下,且沿焊层厚度方向铁元素含量均匀、无突变,保证使用过程不出现寿命不均现象

一层焊道难以控制铁元素含量在5%以下(通常在10~20%左右),所以往往实施多层焊或增加焊层厚度来控制铁含量,增加产生焊层之间孔隙、假焊、虚焊的风险。多层焊往往焊层中铁元素含量不均,从上往下逐渐升高,甚至突变,使用过程容易出现寿命不均现象,降低焊层的综合使用寿命

生产效率

生产效率高,堆焊层一次成形

需要多次堆焊成形,生产效率低

焊层断面图

熔池浅,平整均匀,对基材损伤小;

焊层均匀,一层能满足稀释率要求

熔池深,深浅不一,对基材损伤大

焊层不均匀,一层不能满足稀释率要求


l        材料性能

Inconel625合金成分

材料名称

%

Inconel625

Min

余量

20

8

3.15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Max

23

10

4.15

1

0.4

0.4

0.1

0.5

0.5

1

0.015

0.015

l     焊层性能指标

性能指标

达标要求

检测方法

焊层厚度:

1.5-5.0mm(根据要求)

ET测厚仪

Fe稀释率:

5%

PMI检测仪

使用寿命

10年(厚度以2.0mm计)

每年测厚检测

焊层成分

 

余量

20%

8%

3.15%

5%


 

l      性能指标保证

*Fe稀释率


1
、进口原材料保证,从原材料上严格把控质量关。我公司选用国际知名Inconel625材料供应商,进厂前进行严格成分测控,确保材料成分。

2、我公司独有的智控焊接系统,低热输出能最低限度的控制焊接熔池深度,确保母材Fe融入焊层控制在最大限度的低范围值内。

3、焊接工艺一道焊接成型,保证焊层成分均匀一致,实现焊层减薄速率一致,以确保达到最大的使用寿命。

*厚度

1、全自动焊接控制系统,稳定的电流输出能有效保证焊层厚度均匀一致。

2、利用氦-氩高品质二元保护气体有效改善镍基材料的浸湿性,使焊道铺张性好,平滑无凸起。

3、优秀的焊接系统和工艺设计决定焊层厚度可调,可以根据客户不同需求来设定焊层厚度。

*变形

1、焊接系统比普通气保焊低20~40%的热量输出优势,能保证焊接的热应力小,基体变形可控。
2、自主循环冷却系统能在保证焊层性能的同时,极大减少管件的受热,减少变形量。
3、堆焊完成后再进行整形矫正。

l   加工流程

水冷壁管入厂检测→表面预处理→水冷壁管安装→HCMT冷焊→水冷壁管矫形校直

?        水冷壁管入厂检测

对入厂水冷壁管表面进行全面检测,并记录好对应数据。

?        表面预处理

将水冷壁管用喷砂、打磨的方式将表面清理至无铁锈、油污。

?        水冷壁安装

将水冷壁管安装在焊接支架上。

?        HCMT冷焊

采用HCMT冷焊工艺将Inconel625材料焊接在水冷壁管表面。

?        水冷壁管矫形矫直

拆卸水冷壁管对其进行矫形校直处理。


                        180°堆焊成品                                                                     360°堆焊成品


    360°堆焊成品

l        工程案例

 

广东某垃圾发电厂运行6个月爆管图片


采用HCMT冷焊防护后运行三年后照片(减薄0.6mm,年减薄速率约0.2mm

 探伤检测照片      
                              
现场安装


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