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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种熔盐储热罐罐体材料的焊接工艺。
技术介绍
1、随着“双碳”战略目标的提出,节能减排及可持续发展的理念受到我国乃至全世界的关注。太阳能光热发电(concentrating solar power,csp)技术因其绿色无污染和输出连续可调等特点被认为是未来最具发展潜力的清洁能源,成为了世界各国未来能源发展的新方向。储盐和传输盐装置是csp系统的核心部件,其所使用材料的耐熔盐腐蚀性能直接决定了该装置的安全性和使用寿命。但熔盐在腐蚀金属容器的腐蚀系统中充当电解液,会加速管道和容器材料的腐蚀损坏,目前还没有一种材料可以完全达到服役要求。
2、在普通310s(0cr25ni20)耐热钢中加入一定量的al元素,同时降低cr元素含量,在获得单相奥氏体基体的310s耐热钢的同时又降低了生产成本。已有技术人员研究了不同al含量对高铝310s在高温碳酸盐熔盐中的腐蚀行为和腐蚀机制的影响,结果表明其在高温熔盐中具有较优异的耐腐蚀性能,有望成为下一代太阳能光热发电系统(csp)中的储盐及传输盐管道等装置的用材。
3、任何材料在工程实际装配应用时都离不开焊接工艺,310s耐热钢的焊接工艺已成熟,但含铝310s耐热钢为新开发钢种,目前没有合适的焊接工艺,因此如何提高含铝310s耐热钢的焊接性能有待研究。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中含铝310s耐热钢无明确的焊接工艺,无法满足商业使用条件的缺陷,提供了一种含铝310s耐热钢的焊接工艺。本
2、本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题。
3、本专利技术提供了一种熔盐储热罐罐体材料的焊接工艺,其包括下列步骤:将母材进行焊接,所述焊接采用氩弧焊接工艺;所述母材为含铝310s耐热钢,所述焊接工艺的送丝速度为5.0-9.5m/min、焊接速度为5-6mm/s、焊接电流为170-190a和电弧电压为18-25v。
4、本专利技术中,所述焊接工艺的焊接参数,例如送丝速度、焊接速度、焊接电流和电弧电压等,如果在特定范围内,将使得所焊接的熔盐储热罐罐体材料具有优异的力学性能和耐熔盐腐蚀性能,因此,特定范围的焊接参数对于解决本专利技术的技术问题是至关重要的;否则,所焊接的熔盐储热罐罐体材料将不具有优异的力学性能和耐熔盐腐蚀性能。
5、本专利技术中,较佳地,所述焊接送丝速度可为6.5-7m/min;例如6.5m/min或7m/min。
6、本专利技术中,较佳地,焊接速度为70/12mm/s。
7、本专利技术中,较佳地,所述焊接电流可为176-187a;例如176a或者187a。
8、本专利技术中,较佳地,所述电弧电压可为20.8-21.3a;例如20.8或21.3a。
9、本专利技术中,较佳地,所述含铝310s耐热钢包括如下质量百分含量的组分:c:0.02-0.1%,si:0.5-3%,mn:1.1-3%,cr:4-12%,ni:11-22%和al:1.3-4%,余量为fe。
10、本专利技术中,所述含铝310s耐热钢的基体组织为单相奥氏体。
11、本专利技术中,所述c的含量可为0.05-0.1%,例如0.075%。
12、本专利技术中,所述si的含量可为1-2.5%,例如1.97%。
13、本专利技术中,所述mn的含量可为1.5-2.5%,例如2.08%。
14、本专利技术中,所述cr的含量可为6-13%,例如10.22%。
15、本专利技术中,所述ni的含量可为11-22%,例如19.29%。
16、本专利技术中,所述al的含量可为1.5-3.5%,例如3.03%。
17、在本专利技术一些较佳实施方式中,所述含铝310s耐热钢的化学成分及其质量百分数包括:c:0.075%,si:1.97%,mn:2.08%,cr:10.22%,ni:19.29%,al:1.3-4%,余量为fe。
18、在本专利技术一较佳实施方式中,所述含铝310s耐热钢的化学成分及其质量百分数包括:c:0.075%,si:1.97%,mn:2.08%,cr:10.22%,ni:19.29%,al:3.03%,余量为fe。
19、本专利技术中,c指元素碳,si指元素硅,al指元素铝,cr指元素铬,ni指元素镍,mn指元素锰,fe指元素铁。
20、本专利技术中,所述含铝310s耐热钢可为热轧态。
21、本专利技术中,所述含铝310s耐热钢可通过在310s(0cr25ni20)耐热钢的组成成分中添加al元素、减少cr元素制得。
22、本专利技术中,所述含铝310s耐热钢的尺寸可为30mm×15mm×6.8mm。可采用线切割的方式获得所需尺寸。
23、本专利技术中,所述焊接工艺还可包括焊前处理。焊前处理可以去除加工过程中的油污等杂质。
24、其中,所述焊前处理可包括打磨和/或擦拭。所述擦拭优选采用丙酮或乙醇。
25、本专利技术中,所述焊接还可包括开设焊接坡口的操作。
26、其中,所述焊接坡口为v形坡口。
27、所述v形坡口的坡口角度优选为60°。所述v形坡口的钝边尺寸优选为2mm。
28、本专利技术中,所述焊接的焊材可为inconel 625焊丝。
29、其中,所述inconel 625焊丝的直径优选为2.4mm。
30、本专利技术中,所述焊接方法可采用非熔化极惰性气体保护焊(tungsten inert gaswelding,简称tig)。tig焊接后缺陷较少,电弧稳定,即使电流小于10a仍能保持稳定燃烧,焊缝熔池在焊接过程中始终受氩气保护,因此可有效隔离周围空气,氩气本身不溶于金属,不与金属反应,从而确保焊接过程的稳定性而获得高质量的焊缝。
31、其中,惰性气体可采用纯氩气。
32、本专利技术中,较佳地,所述惰性气体(例如氩气)的气体流量为7-16l/min,例如10l/min。
33、在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本专利技术各较佳实例。
34、本专利技术所用试剂和原料均市售可得。
35、本专利技术的积极进步效果在于:本专利技术提供的含铝310s耐热钢的焊接工艺,使得含铝310s耐热钢在焊接后仍具备良好的力学性能和耐腐蚀性能,在工业实际应用中具备较高的可靠性。
36、本专利技术可以为高温熔盐用储能结构材料(光热发电用硝酸盐、氯盐等介质的储盐合金材料)工程实际焊接提供有益参考。
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1.一种熔盐储热罐罐体材料的焊接工艺,其特征在于,其包括下列步骤:将母材进行焊接,所述焊接采用氩弧焊接工艺;
2.如权利要求1所述的焊接工艺,其特征在于,其满足以下条件中的一种或多种:
3.如权利要求2所述的焊接工艺,其特征在于,其满足以下条件中的一种或多种:
4.如权利要求3所述的焊接工艺,其特征在于,所述含铝310S耐热钢包括如下质量百分含量的组分:C:0.075%,Si:1.97%,Mn:2.08%,Cr:10.22%,Ni:19.29%,Al:3.03%,余量为Fe。
5.如权利要求1所述的焊接工艺,其特征在于,其满足下述条件中的一个或多个:
6.如权利要求1所述的焊接工艺,其特征在于,所述含铝310S耐热钢的尺寸为30mm×15mm×6.8mm。
7.如权利要求1所述的焊接工艺,其特征在于,所述焊接工艺还包括焊前处理。
8.如权利要求1所述的焊接工艺,其特征在于,所述焊前处理包括打磨和/或擦拭;所述擦拭优选采用丙酮或乙醇。
9.如权利要求1所述的焊接工艺,其特征在于,所述焊接
10.如权利要求1所述的焊接工艺,其特征在于,所述焊接方法采用非熔化极惰性气体保护焊(TIG);其中,所述惰性气体为纯氩气;较佳地,所述纯氩气的气体流量为7-16L/min,例如10L/min。
...【技术特征摘要】
1.一种熔盐储热罐罐体材料的焊接工艺,其特征在于,其包括下列步骤:将母材进行焊接,所述焊接采用氩弧焊接工艺;
2.如权利要求1所述的焊接工艺,其特征在于,其满足以下条件中的一种或多种:
3.如权利要求2所述的焊接工艺,其特征在于,其满足以下条件中的一种或多种:
4.如权利要求3所述的焊接工艺,其特征在于,所述含铝310s耐热钢包括如下质量百分含量的组分:c:0.075%,si:1.97%,mn:2.08%,cr:10.22%,ni:19.29%,al:3.03%,余量为fe。
5.如权利要求1所述的焊接工艺,其特征在于,其满足下述条件中的一个或多个:
<...【专利技术属性】
技术研发人员:仇秋玲,赵伟杰,张艳梅,邓奥林,张素娟,
申请(专利权)人:上海电气集团股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
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