如何进行大厚度15CrMoR珠光体耐热钢的焊接

    (1)焊接性分析  15CrMoR化学成分和力学性能见表4-76、表4-77。最高工作温度550℃。具有淬硬和回火脆性倾向。因Pcm=0.02% <0，再热裂纹倾向相对较小。焊前预热，焊后消氢和进行正火+回火处理则是必要的，对压力容器还须作消除应力热处理。热处理加热温度和保温时间须避开370～565℃的再热裂纹和回火脆性敏感区。

    表4-76    15CrMoR钢化学成分（质量分数，%）( GB6654-1996)

    表4-77    15CrMoR钢力学性能（GB 6654-1996）

   (2)焊接工艺

   1)例1：封头与简体壁厚分别达75mm和60mm的压力容器

    ①焊接方法选择：为适应厚板既要提高生产率，又要保证焊接质量的要求，本例选择了MAG和SAW二种焊接方法。

    ②焊接材料选择：MAG焊使用H08CrMnSiMoAΦ1. 2mm焊丝，φ(Ar) 80%+φ(CO2)20%富氩混合气体保护；SAW焊使用Φ4mmH08CrMoA-SJ101焊丝．焊剂组合。

    ③焊接工艺试验：焊前须预热220℃，层温200~ 250℃。采用火焰切割钢板及坡口时，切割点100mm范围内须预热100℃以上。火焰切割后不再进行机加工的坡口面须100% MT合格。采用碳弧气刨清根时，表面打磨净氧化皮和渗碳层后，仍须作100% MT，以避免表面裂纹。封头采用全MAG焊，焊接参数见表4-86，焊后立即进行250℃×3h后热，再行970℃×3h正火+630℃×4.5h回火+570℃×9.5h消应力退火。简体采用MAG焊打低，SAW焊填充和盖面方法，焊接参数见表4-78，表4179，焊后进行570℃×12h消应力退火。

    表4-78    15CrMoR钢厚度为75mm封头对接焊接参数

    表4-79    15CrMoR钢厚度为60mm简体对接焊接参数

    ④结果评定  封头与简体试板焊接接头力学性能试验结果见表4-80，所有指标都符合JB4708-1992《压力容器焊接工艺评定》规定和产品技术条件的要求，可以应用于生产。

    表4-80    封头与简体试板焊接接头力学性能试验结果

   2)例2：Φ2200mm×11340mm×28mm，设计压力0.78MPa，设计温度545℃，介质为直馏汽油、油气的二类压力容器。

    ①焊接方法选择：本例选择SMAW+SAW焊。

    ②焊接材料选择：SMAW焊用R307焊条，SAW焊用H08CrMoA+HJ250G焊丝一焊剂组合。

    ③焊接工艺评定：火焰切割坡口切割点周围200mm范围内应预热至150℃，切割后切割面须100% MT合格。焊前预热温度150~200℃，层温不小于150℃，碳刨清根前预热温度不小于200℃，焊后立即进行(250~300)℃×2h后热。焊接工艺评定的接头力学性能见表4-81。

    表4-81    焊接工艺评定的接头力学性能

    ④焊后热处理：按相关标准规定，进行了( 620±40)℃和(660±20)℃两种热处理，后者接头力学性能优于前者，故以后者作为产品热处理规范。为避开370~ 565℃回火脆性敏感区，冷至400℃以下时应快冷，热处理规范曲线如图4-11所示。

    图4-11    15CrMoR钢焊后热处理规范

    ⑤产品焊接：按焊接工艺评定焊接工艺焊接，每条焊缝应一次连续焊完，中途不能停顿，并严格控制层温不小于200℃。每条焊缝焊完后要间隔48h后方可进行探伤作业。产品焊接试板力学性能见表4-82，完全符合产品技术条件要求，可用于生产。

    表4-82    产品焊接试板的接头力学性能

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