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CrMo钢-15CrMo合金钢耐热钢的焊接性能和焊接工艺
作者:聚晋021-36511969     点击:2743     发布时间:2011-07-20

一、15CrMo耐热钢的基本性能及化学成分:15CrMo钢属于珠光体耐热钢,它以加入Cr、Mo合金元素为主,合金元素Cr能形成致密的氧化膜,提高钢的抗氧化性能,还有阻止石墨化的作用。Mo是耐热钢中的强化元素,形成碳化物的能力比Cr弱,Mo优先溶入固溶体,强化固溶体。Mo也有阻止石墨化的作用,故应与Cr同时加入钢中,以阻止C的石墨化。Mo的熔点高达2625e,固溶后可提高钢的再结晶温度,有效地提高钢的高温强度和抗蠕变能力。Mo可以减少钢材的热脆性,还可以提高钢材的抗腐蚀能力。15CrMo钢焊接性:15CrMo耐热钢的焊接性与低合金结构钢相近。因为在钢中加入Cr、Mo合金元素,使碳当量增加,钢的淬硬倾向增大,提高焊接热影响区的硬度,容易产生焊接冷裂纹。由于母材与焊缝金属中碳和合金元素含量的差异,当滞后相变的母材热影响区发生奥氏体向马氏体转变时,氢以过饱和状态残存于马氏体中,产生氢致裂纹。当焊缝金属的含碳量和合金元素较高时,有可能使母材热影响区先于焊缝发生相变,氢就会从热影响区向焊缝扩散,使焊缝中氢处于过饱和。当焊缝冷却后转变为马氏体组织时,会产生焊缝冷裂纹。因此在焊接时应进行焊前预热,焊后热处理。二、15CrMo钢焊接工艺1、坡口选择及清理:2、坡口选择U形坡口,见下图:3、坡口内外两侧各20mm处的锈、油、污应清除干净。4、焊接方法采用氩弧焊打底,焊条电弧焊盖面。5、焊材选择:氩弧焊打底焊采用H13CrMoA焊丝,焊条电弧焊填充、盖面采用R307焊条。6、焊条应进行烘干,烘干温度为350e,恒温1小时。7、预热及焊口组对。8、预热可以采用电加热也可以采用氧、乙炔加热采用红外线测温仪进行测温。9、焊口组对时应垫置牢固,焊口错边量不应大于2mm。当达到预热温度时就可以定位焊缝焊接(采用氩弧焊),定位焊缝长度20~30mm为宜。10、定位焊缝焊完后,各焊点用角向磨光机将各接头磨成一个坡度,以便接头焊透。同时认真检查各定位焊是否有夹渣、气孔、裂纹等缺陷,如有应将缺陷磨掉重新焊。11、进行打底焊时应重新测量预热温度,如预热温度不够应重新加热。12、焊接接头及焊缝排列简图:三、15CrMo耐热钢焊接工艺参数:1、焊接第一层时采用氩弧焊,管子两端用石棉塞住以防穿堂风,钨极采用直径2mm的铈钨极,喷嘴直径12mm,气体采用纯度为99.99%的工业氩气,气体流量10~12L/min。2~8层采用焊条电弧焊,要求每一层焊完把焊渣清理干净后再焊第二层,层间温度不低于230e。2、每条焊缝应尽可能一次焊完。当中断焊接时,要将焊口加热到250e然后保温缓冷。重新施焊时,仍需按规定进行预热。3、热处理:热处理的加热速率、热处理温度下的恒温时间及冷却速度应符合下图要求:(厚度28mm)热处理设备采用LWK-120-B电加热自动记录仪,加热片规格LCD-600*350保温棉采用厚度为50mm的硅酸铝纤维板。焊件焊后应及时进行热处理,否则应在焊后立即加热至300~350e,加热范围与热处理要求相同,然后保温缓冷。热处理过程应注意观察记录仪曲线图走势要均匀,保温棉长度要超过加热片,管子两端要用保温棉塞住,以防穿堂风,保证内外壁温度均匀。4、检验结果:(1)按JB4730)94标准,经X射线检验,评定等级全部I级。(2)按GB228)2002标准,抗拉强度Rb485、475(MRa)。(3)按GB229)94标准,冲击功(J)焊缝153、154、162,热影响区132、147、138。(4)按GB232)99标准,弯曲180b试验全部合格。(5)按GB50236)98标准,热处理前HB母材123、热影响区202、焊缝210、热处理后HB母材130、热影响区134、焊缝217符合要求。

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