本發(fā)明涉及一種熔鹽儲熱罐罐體材料的焊接工藝。

背景技術(shù)：

1、隨著“雙碳”戰(zhàn)略目標的提出，節(jié)能減排及可持續(xù)發(fā)展的理念受到我國乃至全世界的關(guān)注。太陽能光熱發(fā)電(concentrating?solar?power,csp)技術(shù)因其綠色無污染和輸出連續(xù)可調(diào)等特點被認為是未來最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，成為了世界各國未來能源發(fā)展的新方向。儲鹽和傳輸鹽裝置是csp系統(tǒng)的核心部件，其所使用材料的耐熔鹽腐蝕性能直接決定了該裝置的安全性和使用壽命。但熔鹽在腐蝕金屬容器的腐蝕系統(tǒng)中充當電解液，會加速管道和容器材料的腐蝕損壞，目前還沒有一種材料可以完全達到服役要求。

2、在普通310s(0cr25ni20)耐熱鋼中加入一定量的al元素，同時降低cr元素含量，在獲得單相奧氏體基體的310s耐熱鋼的同時又降低了生產(chǎn)成本。已有技術(shù)人員研究了不同al含量對高鋁310s在高溫碳酸鹽熔鹽中的腐蝕行為和腐蝕機制的影響，結(jié)果表明其在高溫熔鹽中具有較優(yōu)異的耐腐蝕性能，有望成為下一代太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)(csp)中的儲鹽及傳輸鹽管道等裝置的用材。

3、任何材料在工程實際裝配應(yīng)用時都離不開焊接工藝，310s耐熱鋼的焊接工藝已成熟，但含鋁310s耐熱鋼為新開發(fā)鋼種，目前沒有合適的焊接工藝，因此如何提高含鋁310s耐熱鋼的焊接性能有待研究。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中含鋁310s耐熱鋼無明確的焊接工藝，無法滿足商業(yè)使用條件的缺陷，提供了一種含鋁310s耐熱鋼的焊接工藝。本發(fā)明的焊接工藝保證含鋁310s耐熱鋼在焊接后仍具備良好的力學(xué)性能和耐腐蝕性能，在工業(yè)實際應(yīng)用中具備較高的可靠性。

2、本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題。

3、本發(fā)明提供了一種熔鹽儲熱罐罐體材料的焊接工藝，其包括下列步驟：將母材進行焊接，所述焊接采用氬弧焊接工藝；所述母材為含鋁310s耐熱鋼，所述焊接工藝的送絲速度為5.0-9.5m/min、焊接速度為5-6mm/s、焊接電流為170-190a和電弧電壓為18-25v。

4、本發(fā)明中，所述焊接工藝的焊接參數(shù)，例如送絲速度、焊接速度、焊接電流和電弧電壓等，如果在特定范圍內(nèi)，將使得所焊接的熔鹽儲熱罐罐體材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐熔鹽腐蝕性能，因此，特定范圍的焊接參數(shù)對于解決本發(fā)明的技術(shù)問題是至關(guān)重要的；否則，所焊接的熔鹽儲熱罐罐體材料將不具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐熔鹽腐蝕性能。

5、本發(fā)明中，較佳地，所述焊接送絲速度可為6.5-7m/min；例如6.5m/min或7m/min。

6、本發(fā)明中，較佳地，焊接速度為70/12mm/s。

7、本發(fā)明中，較佳地，所述焊接電流可為176-187a；例如176a或者187a。

8、本發(fā)明中，較佳地，所述電弧電壓可為20.8-21.3a；例如20.8或21.3a。

9、本發(fā)明中，較佳地，所述含鋁310s耐熱鋼包括如下質(zhì)量百分含量的組分：c：0.02-0.1％，si：0.5-3％，mn：1.1-3％，cr：4-12％，ni：11-22％和al：1.3-4％，余量為fe。

10、本發(fā)明中，所述含鋁310s耐熱鋼的基體組織為單相奧氏體。

11、本發(fā)明中，所述c的含量可為0.05-0.1％，例如0.075％。

12、本發(fā)明中，所述si的含量可為1-2.5％，例如1.97％。

13、本發(fā)明中，所述mn的含量可為1.5-2.5％，例如2.08％。

14、本發(fā)明中，所述cr的含量可為6-13％，例如10.22％。

15、本發(fā)明中，所述ni的含量可為11-22％，例如19.29％。

16、本發(fā)明中，所述al的含量可為1.5-3.5％，例如3.03％。

17、在本發(fā)明一些較佳實施方式中，所述含鋁310s耐熱鋼的化學(xué)成分及其質(zhì)量百分數(shù)包括：c：0.075％，si：1.97％，mn：2.08％，cr：10.22％，ni：19.29％，al：1.3-4％，余量為fe。

18、在本發(fā)明一較佳實施方式中，所述含鋁310s耐熱鋼的化學(xué)成分及其質(zhì)量百分數(shù)包括：c：0.075％，si：1.97％，mn：2.08％，cr：10.22％，ni：19.29％，al：3.03％，余量為fe。

19、本發(fā)明中，c指元素碳，si指元素硅，al指元素鋁，cr指元素鉻，ni指元素鎳，mn指元素錳，fe指元素鐵。

20、本發(fā)明中，所述含鋁310s耐熱鋼可為熱軋態(tài)。

21、本發(fā)明中，所述含鋁310s耐熱鋼可通過在310s(0cr25ni20)耐熱鋼的組成成分中添加al元素、減少cr元素制得。

22、本發(fā)明中，所述含鋁310s耐熱鋼的尺寸可為30mm×15mm×6.8mm?？刹捎镁€切割的方式獲得所需尺寸。

23、本發(fā)明中，所述焊接工藝還可包括焊前處理。焊前處理可以去除加工過程中的油污等雜質(zhì)。

24、其中，所述焊前處理可包括打磨和/或擦拭。所述擦拭優(yōu)選采用丙酮或乙醇。

25、本發(fā)明中，所述焊接還可包括開設(shè)焊接坡口的操作。

26、其中，所述焊接坡口為v形坡口。

27、所述v形坡口的坡口角度優(yōu)選為60°。所述v形坡口的鈍邊尺寸優(yōu)選為2mm。

28、本發(fā)明中，所述焊接的焊材可為inconel?625焊絲。

29、其中，所述inconel?625焊絲的直徑優(yōu)選為2.4mm。

30、本發(fā)明中，所述焊接方法可采用非熔化極惰性氣體保護焊(tungsten?inert?gaswelding，簡稱tig)。tig焊接后缺陷較少，電弧穩(wěn)定，即使電流小于10a仍能保持穩(wěn)定燃燒，焊縫熔池在焊接過程中始終受氬氣保護，因此可有效隔離周圍空氣，氬氣本身不溶于金屬，不與金屬反應(yīng)，從而確保焊接過程的穩(wěn)定性而獲得高質(zhì)量的焊縫。

31、其中，惰性氣體可采用純氬氣。

32、本發(fā)明中，較佳地，所述惰性氣體(例如氬氣)的氣體流量為7-16l/min，例如10l/min。

33、在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實例。

34、本發(fā)明所用試劑和原料均市售可得。

35、本發(fā)明的積極進步效果在于：本發(fā)明提供的含鋁310s耐熱鋼的焊接工藝，使得含鋁310s耐熱鋼在焊接后仍具備良好的力學(xué)性能和耐腐蝕性能，在工業(yè)實際應(yīng)用中具備較高的可靠性。

36、本發(fā)明可以為高溫熔鹽用儲能結(jié)構(gòu)材料(光熱發(fā)電用硝酸鹽、氯鹽等介質(zhì)的儲鹽合金材料)工程實際焊接提供有益參考。

技術(shù)特征：

1.一種熔鹽儲熱罐罐體材料的焊接工藝，其特征在于，其包括下列步驟：將母材進行焊接，所述焊接采用氬弧焊接工藝；

2.如權(quán)利要求1所述的焊接工藝，其特征在于，其滿足以下條件中的一種或多種：

3.如權(quán)利要求2所述的焊接工藝，其特征在于，其滿足以下條件中的一種或多種：

4.如權(quán)利要求3所述的焊接工藝，其特征在于，所述含鋁310s耐熱鋼包括如下質(zhì)量百分含量的組分：c：0.075％，si：1.97％，mn：2.08％，cr：10.22％，ni：19.29％，al：3.03％，余量為fe。

5.如權(quán)利要求1所述的焊接工藝，其特征在于，其滿足下述條件中的一個或多個：

6.如權(quán)利要求1所述的焊接工藝，其特征在于，所述含鋁310s耐熱鋼的尺寸為30mm×15mm×6.8mm。

7.如權(quán)利要求1所述的焊接工藝，其特征在于，所述焊接工藝還包括焊前處理。

8.如權(quán)利要求1所述的焊接工藝，其特征在于，所述焊前處理包括打磨和/或擦拭；所述擦拭優(yōu)選采用丙酮或乙醇。

9.如權(quán)利要求1所述的焊接工藝，其特征在于，所述焊接還包括開設(shè)焊接坡口的操作；

10.如權(quán)利要求1所述的焊接工藝，其特征在于，所述焊接方法采用非熔化極惰性氣體保護焊(tig)；其中，所述惰性氣體為純氬氣；較佳地，所述純氬氣的氣體流量為7-16l/min，例如10l/min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種熔鹽儲熱罐罐體材料的焊接工藝。發(fā)明提供了一種熔鹽儲熱罐罐體材料的焊接工藝，該焊接工藝焊接的熔鹽儲熱罐罐體材料具備良好的力學(xué)性能和耐腐蝕性能，在工業(yè)實際應(yīng)用中具備較高的可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：仇秋玲,趙偉杰,張艷梅,鄧奧林,張素娟
受保護的技術(shù)使用者：上海電氣集團股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19