高Cr系CSEF钢的单丝埋弧焊方法技术

提供一种在高Cr系CSEF钢的单丝埋弧焊中，焊接部的健全性和焊接操作性优异，并且，能够抑制高温裂纹的焊接方法。高Cr系CSEF钢的单丝埋弧焊方法的特征在于，以如下条件进行焊接：使焊丝送给速度(V)为50～120g/min，焊接速度(v)为20～60cm/min，由所述焊丝送给速度与所述焊接速度之比求得的每单位长度的熔敷量(V/v)为1.8～4.5g/cm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及埋弧焊方法，更详细地说，是涉及高Cr系CSEF(Creep strength-Enhanced Ferritic：蠕变强度增强的铁素体)钢的单丝埋弧焊方法。
技术介绍
火力发电锅炉和汽轮机、脱硫和改质(重油分解)用的化学反应容器(反应器)因为在高温、高压下运转，所以作为材料，适用的是1.25Cr-0.5Mo钢、2.25Cr-1.0Mo钢、2.25Cr-1.0Mo-V钢等。近年来，在重油的有效利用和石油精炼中，要求进一步的高能效化，含有8质量％以上的Cr的高Cr系CSEF钢的应用得到研究。在高Cr系CSEF钢中，有ASTM(American Society for Testing and Materials：美国材料试验协会)规格和ASME(American Society of Mechanical Engineers：美国机械协会)规格所规定的SA387Gr.91、SA213Gr.T91等。火力发电锅炉、汽轮机、反应器是将锻环、锻管和弯曲加工钢板适宜组合，经焊接而形成的。而且，锻环也会变成板厚150～450mm，最大外径不足7m，总长数～数10m。作为火力发电锅炉、汽轮机、反应器的焊接方法，可使用保护电弧焊、TIG(Tungsten Inert Gas：钨极惰性气体保护焊)焊、埋弧焊。另外，火力发电锅炉、汽轮机和反应器，在结构上因为焊接部分的比例大，所以强烈要求焊接材料的减少，焊接的高能效化。一般来说，对于焊接材料的减少来说，具有使坡口宽度狭窄，并且，使用缩少了坡口角度的窄坡口的方法。另外，对于高能效化来说，埋弧焊与其他的焊接方法相比较由于能效更高，所以被广泛使用。但是，在高Cr系CSEF钢的埋弧焊中，对于焊接时的高温裂纹而言，均为不利的条件。作为抑制埋弧焊中的高温裂纹、实现焊接的高能效化的技术，公开有以下这样的技术。例如，在专利文献1中，公开有一种改良9Cr-1Mo钢用焊丝，其含有规定量的C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、V、Nb和N，并以规定量限制Mn和Ni的总量，并且以规定量限制P、S、Cu、Ti、Al、B、W、Co和O，余量由Fe和不可避免的杂质构成。而且，在专利文献1中，通过使C为0.070～0.150质量％，并且，将P、S均限制在0.010质量％以下，从而抑制高温裂纹。另外，在专利文献2中，公开有一种9Cr-1Mo钢的埋弧焊方法，其是将如下焊丝和焊剂加以组合来进行焊接的方法，所述焊丝含有规定量的C、Mn、Cr、Mo、Ni、V、Nb、Al和N，并且，以规定量限定Si和O，所述焊剂含有规定量的CaF2、CaO和MgO中的一种或两种，Al22O3和ZrO2中的一种或两种，以及Al，并且，以规定量限定SiO2。而且，在专利文献2中，使C为0.01～0.15wt％、Al为0.005～1.5wt％、Si为0.05wt％以下的焊丝，和SiO2为5wt％以下(实质上不含Si)、CaF2为25～70wt％的焊剂加以组合，从而抑制高温裂纹。另外，在专利文献3中，公开有一种以单层单道焊接规定形状的窄坡口(坡口宽度10～25mm，坡口角度15°以下)的窄间隙埋弧焊方法。而且，作为先行电极使用2.4～3.2mmφ的电极，作为后行电极使用4.0～4.8mmφ的电极，使电极间距离为50～150mm，此外使用特定成分组成的烧结型焊剂，由此一边确保焊接金属的健全性，一边使焊接能效提高，并且抑制高温裂纹。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4476018号公报专利文献2：日本专利第2529843号公报专利文献3：日本特公平4-45271号公报专利技术要解决的课题但是，在现有的技术中，高Cr系CSEF钢的埋弧焊存在以下的问题。在专利文献1的改良9Cr-1Mo钢用焊丝中，因为焊丝直径是2.4mmφ的细径焊丝，所以电弧扩展不足而容易发生未熔合，有得不到健全的焊接部的情况。另外，若使焊丝直径粗径化至4.0mmφ而进行埋弧焊，则由于母材稀释造成的增碳，导致初层有发生高温裂纹的情况。在专利文献2的9Cr-1Mo钢的埋弧焊方法中，因为焊丝和焊剂是低Si设计，所以如前所述，应用于板厚均为450mm的厚板且面向窄坡口的焊接时，焊接操作性、特别是焊道形状容易凸焊道化，作为结果是有引起未熔合和夹渣的情况。即，有焊接部的健全性降低的情况。在专利文献3的窄间隙埋弧焊方法中，实施例所述的焊丝和母材是软钢。在此，高Cr系CSEF钢焊丝与软钢焊丝比较，因为焦耳发热大，所以熔敷量变大，有高温裂纹的敏感性提高的情况。即，仅以专利文献3所述的方法难以解决高Cr系CSEF钢的焊接中关于高温裂纹的课题。另外，因为专利文献3是串联电弧焊，所以由先行的电极形成的熔渣也有可能没有由后行的电极充分熔融，不适合反应器这样的高精度的焊接。此外，在窄坡口的初层焊接中，母材金属造成的稀释大。特别是在埋弧焊的情况下，熔深很深，稀释率极高，因此受到母材成分(特别是C)的影响而容易发生高温裂纹。为了抑制该高温裂纹，可以极力减少母材的稀释，并且使焊接金属为薄壁。但是，若进行串联焊接，则熔敷金属量增加，焊接金属变厚，因此高温裂纹容易发生。一般来说，通过提高焊接线能量，即，提高焊接电流、电弧电压，降低焊接速度，可以提高焊接能效。但是，若提高焊接线能量，则特别是在窄坡口的情况下，熔深形状容易成为梨形，高温裂纹的发生风险提高。在此成为问题的高温裂纹，是在熔敷金属中所含的P、S、Si、Nb形成的低熔点化合物凝固时，在枝晶间、奥氏体结晶晶界偏析，再加上焊接收缩应变而发生的所谓高温裂纹。因此，作为高温裂纹的抑制对策，有效的是焊接材料的化学成分调整，具体来说，以超高纯度(EHP：Extra High Purity)熔解将P、S等的杂质抑制在100ppm以下。但是，超高纯度熔解由于不得不使用电子束熔解和专用的特殊炉壁耐火材，所以经济上存在难点。因此，要求在一般的杂质水平下也能够抑制高温裂纹发生的技术。此外，高Cr系CSEF钢的埋弧焊中，焊丝的主要成分也是引起高温裂纹的原因。即，由高Cr系CSEF钢同样材料构成的埋弧焊用实芯焊丝，与过去使用的由1.25Cr-0.5Mo、2.25Cr-1Mo、2.25Cr-1Mo-V钢同样材料所构成的各实芯焊丝比较，焦耳发热高。即，高Cr系CSEF钢同样材料构成的埋弧焊用实芯焊丝如果是以相同的焊接电流，则焊丝熔化而熔敷量多。此外，该熔敷金属的凝固收缩量比过去使用的由1.25Cr-0.5Mo、2.25Cr-1Mo、2.25Cr-1Mo-V钢同样材料所构成的实芯焊丝的大。这些都使高Cr系CSEF钢的埋弧焊的高温裂纹的抑制更加困难。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述情况而形成，其课题在于，提供一种在高Cr系CSEF钢的单丝埋弧焊中，焊接部的健全性和焊接操作性优异，并且能够抑制高温裂纹的焊接方法。用于解决课题的手段本专利技术人等潜心研究的结果发现，在高Cr系CSEF钢的单丝埋弧焊中，通过规定焊丝的送给速度、焊接速度，还规定由两者之比计算出的每单位长度的熔敷量，则能够抑制高温裂纹的发生。即，本专利技术的高Cr系CSEF钢的单丝埋弧焊方法，其特征在于，以如下条件进行焊接：使焊丝送给速度(V)为50～120g/min，使焊接速度(v)为20～60cm/min，根据所述焊丝送本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高Cr系CSEF钢的单丝埋弧焊方法，其特征在于，以如下条件进行焊接：使焊丝送给速度V为50～120g/min，焊接速度v为20～60cm/min，由所述焊丝送给速度与所述焊接速度之比求得的每单位长度的熔敷量V/v为1.8～4.5g/cm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.18 JP 2014-1479941.一种高Cr系CSEF钢的单丝埋弧焊方法，其特征在于，以如下条件进行焊接：使焊丝送给速度V为50～120g/min，焊接速度v为20～60cm/min，由所述焊丝送给速度与所述焊接速度之比求得的每单位长度的熔敷量V/v为1.8～4.5g/cm。2.根据权利要求1所述的高Cr系CSEF钢的单丝埋弧焊方法，其中，焊丝含有C：0.03～0.13质量％、Si：0.05～0.50质量％、Mn：0.50～2.20质量％、P：0.015质量％以下、S：0.010质量％以下、Ni：高于0.20质量％并在1.00质量％以下、Cr：8.00～10.50质量％、Mo：0.20～1.20质量％、V：0.05～0.45质量％、Nb：0.020～0.080质量％、N：0.02～0.08质量％，余量是Fe和不可避免的杂质。3.根据权利要求2所述的高Cr系CSEF钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：山下贤，井海和也，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本;JP