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Cr-Mo型低合金钢基体表面堆焊方法优化 毛恩泽 中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林机械制造分公司，吉林 吉林 邮编132021 摘要： 15CrMoR属低合金高强度中温抗氢耐热钢,供货壮态为正火+回火,组织为珠光体+铁素体,亦称珠光体耐热钢,它不仅具有很好的抗氧化性和热强度，还具有比较好的抗氢腐蚀和抗硫腐蚀性能能力,它主要用于抗高温氢或硫化氢腐蚀，或设计温度在350℃~500℃的中温压力容器，AWS(American Welding Society)EQ347不锈钢具有优良的力学性能及耐蚀性,非常容易满足许多容器壁对硬度、耐磨性及耐蚀性的要求,因此,在Cr-Mo型低合金钢基体表面堆焊EQ309过渡层后再堆焊EQ347可以提高表面的力学性能和耐蚀性能。 关键词：15CrMoR 带极堆焊 0、前言 堆焊作为材料表面改性的一种经济而快速的工艺方法，越来越广泛地应用于各个工业部门零件的制造修复中。为了最有效地发挥堆焊层的作用，希望采用的堆焊方法有较小的母材稀释、较高的熔敷速度 和优良的堆焊层性能，即优质、高效、低稀释率的堆焊技术。 AWS(American Welding Society)EQ347不锈钢具有优良的力学性能及耐蚀性,非常容易满足许多容器壁对硬度、耐磨性及耐蚀性的要求,因此,在Cr-Mo型低合金钢基体表面堆焊EQ309过渡层后再堆焊EQ347可以提高表面的力学性能和耐蚀性能。 借助我公司承制的大唐国际发电股份有限公司多伦年产46万吨煤基烯烃项目对15CrMoR及15CrMo锻件堆焊进行试验研究，制定合理的工艺，优化焊接方法、保证母材及堆焊层性能。达到低耗高效的目的，并提高我厂珠光体耐热钢焊接能力。 1、材料特点 15CrMoR属低合金高强度中温抗氢耐热钢,供货壮态为正火+回火,组织为珠光体+铁素体,亦称珠光体耐热钢,它不仅具有很好的抗氧化性和热强度，还具有比较好的抗氢腐蚀和抗硫腐蚀性能能力,它主要用于抗高温氢或硫化氢腐蚀，或设计温度在350℃~500℃的中温压力容器，它的化学成份和机械性能见表1、表2。 表1 15CrMo化学成分（%） 执行标准CMnSiPSCrMoGB713-20080.12~0.180.40~0.700.15~0.40≤0.025≤0.010.8~1.20.45~0.6表2 15CrMO材料机械性能 执行标准厚度交货状态屈服强度σS(Mpa)抗拉强度σb(Mpa)伸长率A/%Akv20℃(J)弯曲180°GB713-20086~60正火加回火≥295450~59019≥31d=3a60-100≥275100-150≥255440-580由于钢中含有较高含量的Cr、C和其它合金元素，钢材的淬硬倾向较明显，焊接性差。因此在焊接时要采取适当的工艺措施和选择合适的焊接材料,并严格执行才能避免焊接裂纹出现，保证焊接质量。 2、技术方案 根据分析及有关资料得知，15CrMo耐热钢具有明显的淬硬倾向,焊接时在焊缝和热影响区极易出现硬脆的马氏体组织,产生很大的内应力,导致焊接接头热影响区产生裂纹。如果焊接线能量过大,热影响区晶粒明显粗化,在焊接残余应力的作用下,焊缝热影响区的粗晶区还易出现再热裂纹，在焊后热处理过程中也有产生再热裂纹的可能。15CrMo材料焊接主要问题是近缝区的硬化和冷裂纹，热影响区的软化以及焊后热处理或高温长期使用中的再热裂纹问题，热裂纹的趋向不明显。EQ347不锈钢焊带是铬镍奥氏体不锈钢，具有很高的力学性能及优良的耐腐蚀性、焊接性能。而堆焊是以获得具有特殊性能的表层为目的。 2.1、焊前准备 焊接前清理待堆焊表面，选用机械加工方法，保证无油、锈等污物，并在厚度和直径方向留有足够的余量（直径方向留10mm，厚度留6mm）。 焊前采用火焰加热法预热，温度控制在120-150℃。 针对上述焊接特性，焊接时应采取的措施。 1）预热：预热有利于减少一些焊接残余应力和减少过热区的硬化，同时还可减少扩散氢含量而减少延迟裂纹，提高预热温度对防止冷裂纹和再热裂纹有效。 2）及时进行焊后热处理。 3）下料时首选机械加工方法。 4）焊材、焊剂按制度进行烘干。 2.2、EQ347不锈钢焊带带极堆焊影响因素控制 为了制定合理的焊接工艺，查阅了相关的技术文献资料，总结了各因素对工艺性和堆焊层的成型和性能的影响。 1）电源特性 对于等速送丝（带）系统，一般应选择平外特性或缓降外特性电源。弧长的自动调节是通过焊丝（带）的熔化速度来实现的，熔化速度取决于焊接电流，平特性电源的电压变化很小时，电流变化较大，焊接过程调节性能好，电弧电压稳定，就可以保证焊接过程的稳定，控制焊道的堆高和熔深，从而获得优质的堆