公司为制备几套浓硝酸发烟吸收塔设备，材料为00Cr14Ni14Si4 高硅奥氏体不锈钢(以下简称C4钢)。由于其焊接性较差，保证其焊接质量是生产中的一个难点。通过对C4钢的焊接性能分析，找出了技术关键所在，并参考有关资料，根据现场实际情况制订了焊接工艺，严格质量管理，圆满解决了浓硝酸发烟吸收塔的焊接问题。

1、焊接过程中存在的问题及预防措施

C4钢属于高硅奥氏体不锈钢，主要宜在中、底温度（≤50°C）硝酸浓度≥98%的浓硝酸介质中使用。

据有关资料表明，在98%的浓硝酸中，起钝化作用的主要元素是Si而非Cr，因此为了提高钢材的耐浓硝酸腐蚀能力，与304L钢相比较C4钢降低了钢中的含Cr量，提高了含Ni量，并显著提供了含Si量，在浓硝酸中，其耐腐蚀性要比304L高出十几倍。但是，由于Si在含Ni量较高的钢中易于偏析，与Ni，S，P等合金元素形成低熔共晶夹层，在焊接拉应力作用下易产生热裂纹，而含Si，Ni量越高，焊缝热裂倾向越大。故C4钢在焊接过程中很容易产生裂纹，焊接性较差。

根据上述分析及现场的焊接试验都表明，C4钢焊接的关键就是设法避免热裂纹的产生。故为了有效预防热裂纹，必须从材料及工艺两方面采取一定的控制措施。

2、C4钢焊接工艺

2.1 焊接方法

合理的选择焊接方法对于C4钢的焊接非常重要，我们采用手工钨极氩弧焊封底，手工电弧焊填充、盖面的焊接方法。氩气的纯度为99.99%，焊机型号为ZX7-315ST。

2.2 焊接材料

为保证焊缝金属的力学性能及耐腐蚀性的要求，焊接C4钢时，选择与C4钢相匹配的专用YLHC4焊丝和C4钢专用焊条，且必须保证铁素体含量为6%-12%。由于C4钢焊条在配方中减少了碳酸盐的加入量来降低焊缝金属的含碳量，因而造成焊缝产生氢气孔的倾向增大，故在实际操作过程中应短弧施焊。

2.3 焊接工艺参数

焊接C4钢时,其工艺参数对于焊缝及热影响区的抗热裂性能有至关重要的影响。当焊接热输入过大时,焊缝区及热影响区在高温的停留时间长且冷却速度小,会造成焊缝及热影响区的组织粗大,焊缝的热裂倾向增大。所以应尽量限制焊接热输入,必须采用小电流直线快速焊。同时焊道层间温度严格控制在50℃以下,以利用后焊道对于前焊道的再热作用产生细化晶粒的效果。对于封头拼缝等应力分布复杂的焊缝,采取对称分段等方法施焊,尽可能减少接头的应力。

2.4 焊接工艺的评定

根据《压力容器安全技术监察规程》的规定,按照JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》的要求,对厚度为6mm的C4钢对接接头进行评定,接头形式按坡口60°，间距1mm,环境温度22℃。评定试板经100%RT探伤,评片为I级,对接头做力学性能试验结果抗拉强度为658 MPa,塑性断裂于热影响区,横向面背弯曲(3a,90°)无裂纹。为了验证钢及其接头的耐蚀性能,根据图纸技术要求按照GB4334.5-84《不锈钢硫酸--硫酸铜腐蚀试验方法》进行耐蚀试验,弯曲后的试样经10倍放大镜宏观检查无裂纹,这说明对C4钢所拟定的焊接方案是可行的。

在焊接工艺评定合格后,必须加强施工现场管理如编制焊接工艺卡,严格执行工艺规范,强化质量检验和监督。另外焊工要具有很强的责任心,必须持有劳动部门颁发的《锅炉压力容器焊工合格证》方可上岗。采取以上管理措施,现场施工共焊接六百多米长焊缝,经100%无损探伤,拍X光片两千多张,焊缝一次合格率为96.8%。实践证明所采取的焊接工艺、工艺纪律及质量管理等措施是行之有效的。