浙江至德鋼業(yè)有限公司承制的一臺加氫脫硫進料、反應產物換熱器，主體材料選用基層材料為14Cr1MoR，復合層材料為06Cr18Ni11Ti（化學成分見表5-45，力學性能見表5-46），其規(guī)格為Φ1300mm×（26＋3）mm×6812mm。管程設計壓力1.54MPa，殼程設計壓力為3.17MPa，管程設計溫度為375／40（℃），殼程設計溫度為305／40（℃）。

一、焊接性分析

 1. 焊接材料 

   從表中的化學成分計算出基層材料14Cr1MoR的碳當量（C）為0.626％，可以判斷該材料焊接性不好，焊接前必須要較高溫度的預熱，施焊時要嚴格控制好焊接工藝。復合板的復層Cr-Mo含量較高且其C含量較低。因此在焊接中要注意這些因素：①. 焊接過程中加熱和冷卻不均勻，在基層厚度方向會產生較大的殘余應力，這種應力在不銹鋼復層就會形成拉伸應力。在拉伸應力的作用下有可能在某個薄弱地帶開裂而形成熱裂紋。②. 避免發(fā)生焊縫化學成分稀釋，產生碳遷移到過渡層。

   為了防止上述問題的發(fā)生，應采取下列措施：①. 對于復層要避免基層的碳元素遷移過渡而導致增碳，以免降低復層的耐蝕性；②. 對于基層要避免復層的鉻、鎳等元素過渡而導致合金含量增高。若鉻、鎳合金元素增高，基層焊縫中會形成脆硬組織，容易產生裂紋，影響焊縫強度；③. 焊接時采用小熱輸入、小截面焊道，以減少焊縫溶池過熱，避免粗大柱狀晶的產生。

 2. 熱處理 

   14Cr1MoR鋼板是低合金耐熱鋼，其焊縫區(qū)在回火時，隨著溫度的升高，會使沖擊韌度下降，甚至開裂，是回火脆性的典型表現。當焊接熱輸入超過30kJ／cm、預熱和層間溫度高于250℃時，則Cr-Mo鋼焊縫金屬的強度和沖擊韌度會明顯下降。為了避開Cr-Mo鋼在400～700℃時的回火脆性敏感區(qū)，同時滿足設計要求，選用焊后熱處理溫度為704℃，恒溫2h后緩慢冷卻。

二、焊接工藝

 1. 焊接坡口的選擇 

   坡口如圖5-23所示，目的是使基層與復層交界處遠離焊接時的熱量集中區(qū)，避免了基層焊接時導致復層的分層。

 2. 焊接方法 

   選用焊條電弧焊，在平面位置進行焊縫正面和背面的焊接，焊后采用碳弧氣刨清根。

 3. 焊接材料 

   為了保證焊縫耐蝕性、高溫強度、沖擊韌度和焊縫化學成分，選擇與母材化學成分接近的焊接材料。復合板的基層14Cr1MoR的焊接用R307BL焊條；過渡層采用A062焊條，以保證過渡層金屬的化學成分為奧氏體＋少量鐵素體，不出現馬氏體，避免產生熱裂紋；復層用A132焊條。三種焊條的化學成分見表5-47。

 4. 焊接參數 

   為了避免過渡層出現馬氏體組織，過渡層焊接時應采用小直徑、高鉻鎳焊條，并采用小熱輸入、短弧焊、快速焊，以降低對復層的稀釋。還要控制好過渡層和復合層的層間溫度，保證焊接接頭有良好的耐蝕性。經焊接工藝評定，選用了下列焊接工藝參數（見表5-48）。

三、焊接時的注意事項

 1. 坡口表面20mm范圍內清除干凈油污、水跡和污物。焊前復層用汽油或丙酮除去油污，在復層焊縫兩側150mm范圍內涂白堊粉防止飛濺粘附。打磨不銹鋼焊道，要用專用的錘頭除熔渣，防止?jié)B碳。

 2. 焊前預熱是有效防止焊接熱裂紋的重要工藝手段，預熱溫度要控制在160～250℃，復層溫度不高于60℃。

 3. 層間溫度要控制200～250℃之間，不得超過250℃。焊接時通過控制焊接參數來控制焊接熱輸入，應采用多層多道焊、窄道焊及小幅擺動焊條（擺動參數為0～8mm）進行焊接。

 4. 基層焊接時，嚴禁基層焊條焊到復層，焊接表面應距復合界面1.5～2.0mm，超過部位需用角向打磨機打磨。

 5. 過渡層與復層焊接時要保證復層的耐蝕性，過渡層厚度為2.0～3.0mm。復層焊接時，為減少熱影響區(qū)，降低合金稀釋率，焊接時焊條不擺動，采用多層多道焊，宜采用小電流，直流反接。嚴格控制過渡層及復層的層間溫度不高于250℃。

四、焊接檢驗

  按檢測評定標準JB／T 4730-2005《承壓設備無損檢測》進行檢測，先后對換熱器的A、B類焊接接頭的基層和復層焊縫進行100％．RT檢測，技術等級為AB級，質量等級為II級合格；100％UT檢測，技術等級為B級，質量等級為I級合格。所有焊縫的一次射線檢測合格率超過98％，一次返修合格率為100％。全部滿足設計圖樣要求。