浅议15CrMo钢的性能及其焊接方法许开哲..docVIP

浅议15CrMo管道的焊接方法 ——作者：甘肃第一安装工程有限公司 许开哲 摘要：从理论和实践两个角度，探讨了15CrMo材料有关的性能及其焊接工艺。 关键词：15CrMo；焊接；热处理；温度。 1、引言 15CrMo耐热钢中主要含有铬、钼等元素，这些都是显著提高钢淬硬性的元素，特别是钼的作用比铬约大50倍，它们延迟了钢在冷却过程中的转变，提高了过冷奥氏体的稳定性，从而在较高的冷却速度下可能形成马氏体组织，如果管材厚度较大且焊接不预热时，就有可能产生100%马氏体，转变出现淬硬组织，冷裂纹倾向较大。铬钼耐热钢还具有再裂纹倾向和回火脆性。，由于15CrMo钢焊接性能较差，焊接时极容易产生焊接裂纹，因此探讨一套比较合理的焊接工艺十分必要。  2、15CrMo耐热钢母材性能 2.1、15CrMo的化学成分规定见表2-1 表2-1 15CrMo钢化学成分 牌号 化学成分（质量分数）（%） C Mn Si Cr Mo Ni Nb+Ta S P 15CrMo 0.12~ 0.18 0.40~ 0.70 0.17~ 0.80~ 1.10 0.40~ 0.55 ≤0.30 _ ≤0.035 ≤0.035 2.2力学性能见表2-2 表2-2 15CrMo钢力学性能 牌号 拉力强度MPa 屈服点MPa 伸长率（%） 15CrMo 440~640 235 21 反 接 90-100 22-24 5--7 φ3.2 90-100 22-24 5--7 φ3.2 90-100 22-24 5--7 5.2 焊接及热处理工艺要点 5.2.1焊前准备 为保证焊缝背面成型良好，采用了氩弧焊打底。焊道坡口两侧里外10~15mm范围内及所用焊丝都要彻底去除锈蚀、油污、结垢等杂物，直到吐现金属光泽。施工现场设好防风雨棚，避免穿堂风和淋雨。 5.2.2焊前预热 预热的目的是减少焊件与焊缝的温度梯度，降低焊接接头的冷却速度，降低温差所造成的应力和淬硬组织，预热是防止冷裂纹产生的有效措施之一。预热采用电加热法，在坡口两侧均匀进行，热透而无局部过热。预热温度为150-200℃，预热范围不小于100mm，加热区以外的100mm范围内予以保温。 5.2.3预热后立即进行手工钨极氩弧焊打底，打底焊应一次连续焊完。底层焊道要求焊透、成型好、焊肉厚度约3mm。 5.2.4用手工电弧焊进行填充盖面，并在保持不低于预热温度的条件下，将焊缝一次连续焊完。如中断焊接，须采取后热、缓冷等措施。再进行焊接前须检查，确认无裂纹后按原工艺要求继续焊接。 5.2.5后热 焊完后若不能及时进行焊后热处理，应立即进行300~500℃、30min的后热处理，保温缓冷。加速氢的逸出，减少焊缝中的扩散氩，降低接头的焊接应力，减少冷裂纹。 5.2.6焊后热处理 5.2.6.1焊后热处理是对15CrMo炉管进行高温回火，以改善组织，提高热强性和消除残余应力。焊接热处理时应编制热处理施工技术措施，在技术措施上，要逐根列出需热处理的管道号，并明确热处理参数。主管技术员要按图纸及规范编制“热处理委托单”，随同管段图下发给热处理班组，并监督执行，确保热处理工作进行得及时、正确。热处理的焊道应包含仪表管咀、加强管接头，支吊装角焊缝等，不得遗漏。 5.2.6.2焊后热处理采用（绳型电加热器）电加热法，用硅酸铝纤维棉保温，DWA-180Kw电脑温控设备自动测温和打印热处理曲线。热处理工艺曲线见下图。 (℃) 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 1 2 3 4 5 时间（h） 6、焊接检查 6.1 外观检查 外观质量要求应符合表6-1。 表6-1 焊缝外形尺寸 焊缝表面缺陷 焊缝成型 焊缝余高 (mm) 焊缝每侧增宽(mm) 裂纹、气 孔、夹渣 咬 边 尺 寸 深度mm 长度mm 与母材圆 滑 过 渡 0~2 ≤2 不允许 ＜0.5 Σ1≤10%L 6.2 内部检查 6.2.1对接焊缝进行100%无损检测。射线检测合格等级为II级。 6.2.2对先进行无损检查后