试论大直径薄壁15CrMo耐热钢管道焊接工艺

相 关 措 施 ，提 出 了在 焊接 过 程 中保 温 、 热 处 理 、层 间 温度 控 制 、 预 热 的 重 要 性 ， 总 结 出了切 实可 行 的 焊 接 工艺 ， 经过 实 践证 明 ，其 完 全 可 以运 用 于 工程 的 除 尘 管道 焊 接 。
【 关键词 】大直径 ；焊接 工艺；薄壁 ；１ ５ Ｃ ｒ Ｍｏ 耐 热钢ｒ Ｍ ｏ耐热钢 管道焊 接工 艺
李 俊
（ 宜兴市三木 化工装备有公司 ，江苏 宜兴 ２ １ ４ ２ ５ ８）
【 摘 要】 文章通过对 大直径 薄壁 １ ５ Ｃ ｒ Ｍｏ耐热钢管道焊接工 艺的研究 ，探 索出大直径 、薄壁 １ ５ Ｃ ｒ Ｍｏ耐 热钢 管道 焊接 工艺以及
１ ５ Ｃ ｒ Ｍ ｏ在高温 中，具 有一定的抗氧 化特 性 以及耐热性 ，其属 于 珠光体 耐热钢 ，合金中包括铬、钼等元素 ，被广泛运用于制造锅炉 、 动力机械、石油化工 、等行业 中的零部 件和热力管道 ，这些零部件 以及热力管道通常在 高温状态 下工作。我国 的一些企业在炼钢环 保 的技术方面 已经处于世界先进 水平 ，他们采用的 电炉和转炉 耐热钢 管到的材质为 １ ５ Ｃ ｒ Ｍ ｏ钢 ，采用大直径、薄 壁，其直径约 为 ２ ４ ０ ０毫 米，薄壁的厚度为 ６毫米 ，在管道 的外壁采用加强环进行加 固，在 内部采 取任何衬砌 。工程 的一期若 采取的焊接工艺不 当，将 导致焊 接后产 生裂纹 ，在充分考虑该工程 的实际情况之后 ，决定采用 富氩 焊，因为富氩焊接具有操作 简便、电弧稳定、飞溅小 、焊缝 美观 、 要求。 焊接效率高等优点 ，通过相 关论证，确定采用 电焊条手工 电弧焊 打 ５ １ ５ Ｃｒ Ｍｏ的化学成分 、基本性能 以及焊接性 底，盖面 结合 的工艺 ，进而探索 出适合大直径薄壁 １ ５ Ｃ ｒ ￣ Ｉ ｏ耐热钢 管 １ ５ Ｃ ｒ Ｍ ｏ属 于 珠 光 体 耐 热 钢 ，它 主要 以加入 各 合 金 元 素 为 主 ，其 道的焊接途径， 最终解决 了大直径薄壁 １ ５ Ｃ ｒ Ｍ ｏ耐热钢 管道 以产生焊 中铬具有形成氧化膜 的功 能，进而 提高钢的抗氧化性 ，而且其 还能 接裂 纹 的 难 题 。 阻止石 墨化 ，钼在耐热钢 中属 于强化元素，其形成碳化物 的能力相 １对 １ ５ Ｃｒ Ｍｏ耐 热 钢 焊 接 性 能 的 分 析 对 较弱 ， 它 可 以被 优 先 融 入 固 溶体 之 中 ， 与 铬 相 同的 是 ，它 同样 具 （ １ ）淬硬性 ，１ ５ Ｃ ｒ Ｍ ｏ钢中具有的合金元素 ，比如碳 元素，当 有防止碳石墨化 的作用 ，所 以应当把他们统统是加入钢 中，从而阻 碳元素增加 ， 就 必然使 刚才 的淬硬性倾向较明显，导致焊接 性变 差， 止碳的石墨程度 ，在进 行固溶 以后，可 以大大提 高钢 的再 结晶温度 ， 在焊接热循环 的冷却速度 之下，热影响区 以及焊缝有极大 可能形成 对钢的抗蠕变能力 以及钢化 强度有效提高 ，同时钼可 以减少钢 材质 裂纹。 特有的热脆性，更可 以提高钢 的抗腐蚀能力 。 １ ５ Ｃ ｒ Ｍ ｏ耐热钢 的焊接性能近似于低合金结 构，因为在钢 材中加 （ ２ ）再热裂纹 ，１ ５ Ｃ ｒ Ｍ ｏ耐热钢中含有多种碳化物形成 元素， 过热区在一定程度上 具有再 热裂 纹迹象 ，针对 以上 问题 ，需要采 取 入各种合金元素 ，可 以使碳 当量增 加，增大钢 的淬硬性 ，由于焊缝 有效的防止措施 ，这需要严格控制焊接材料 中 Ｍ ｎ和 Ｓ ｉ合金元素的 金属中与母材 中的合 金元素以及碳 的含量有所差 异，当母材 热影响 含量 ，选用塑性 高于 母材 的焊接材料，并采用小线 能量对 过热区的 区发生 向马 氏体转变 时，氢则 以过饱和 的状态残存于 马 氏体中 ，最 宽度进行限制 ，进而 抑制 晶粒粗化，同时需要尽量缩 短热处理的过 终产生裂纹 ，当焊缝 金属的含碳量 以及一些合金 元素 含量较高时， 进而 使氢的含量过于饱和 ， 程中再热裂纹 的保温 时间，对接头的形式进行合理 的设计 ，从而减 既有可能使母材热影 区向焊缝进行扩 散， 旦焊缝冷却 以后，即可转变为马 氏体组织 ，同样会 产生焊缝冷裂 低结构的约束程度 。 纹 。所 以在焊接 的时候应 当进 行必要 的焊前 预热以及焊后热处理 。 ２接头 的坡 口制度以及焊接材料的选用 在焊接过程 中需要采用 单边 ３ Ｏ度 的 Ｖ型坡 口， 其间隙 ２到 ３毫 ６ 预 热 以 及 焊 口组 对 在进 行预热时 ，预热可 以采用 乙炔加 热、氧加热或是 电加热 ， 米 即可 ，电焊条手工电弧焊的双面成形采用 富氩焊 工艺。对于焊接 材料 的选用 ，根据具体的焊接规范要求 ，１ ５ Ｃ ｒ Ｍ ｏ耐热钢打底焊条需 测温则 需要采用 红外线测温仪 ，此外 ，焊 口组对 的时候应当进行垫 ｍ ｍ ， 当达 到 既 定 的 预 热 温 度 时 可 以 选用 Ｒ ３ ０ ７ 规格 ， 保护器采用二氧化碳和氩 的混合气 ， 其 比例为 ２ ： ８ 。 置 牢 固 ，焊 口错 边 量 需 要 小 于 ２ 定位焊缝焊接 ，定位焊 缝的长 度为 ２ Ｏ至 ３ ０ ｍ ｍ。 ３在焊接进行前 的准备工作 定 位 焊缝 焊 接 完 成 以后 ，各 焊 点均 用 角 向 磨 光 机 把 各 个 接 头 打 在进 行或 火焰 切割坡 口之前应当将钢板 的边缘 进行预热 ，当预 热到 １ ５ ０摄 氏度 以上之后 ，进 行切割 ，切割之后需要将坡 口以及 附 磨 出坡 度 ， 以方 便 接 头 焊 透 ， 同时 需要 工 作 人 员 对 各 定 位 焊 的是 否 近 的熔 渣和 氧化皮用磨光机进行打磨 ，进而 检查坡 口的表面是否有 有 残 渣 、 裂 纹 、 气 孔 等 缺 陷进 行 认 真检 查 ， 一 旦 发 现 ，应 当将 缺 陷 裂痕 ，一定要精确焊接坡 口组对 的尺寸 ，将 内外两边 ２ ０毫米 的范 围 打 磨 以后 重新 进 行 定 位 焊 。 之 内 的污 物 进 行彻 底 清 理 。 ７ 总 结 ＿ 厂 经 过焊 接 试 验 以 及 工程 的施 工 验证 ， 各 项焊 缝 指 标 均 符合 在 进行焊 接之前，还 需要对母材 以及 焊条 、焊丝进行反复检 查， Ｂ ５ ０ ２ ３ ５ — １ ９ ９ ７要求 ， 且焊接 的质量效 果 良好 ， 经过 ｘ射线探 伤检测 ， 合格之 后才 能进行下一步 的工序 。在焊 接之 前采取■定的预热必须 Ｇ ０ ０ ％ ， 未合格 的经过 一次返 修，同样满足相 关指标 ， 要严格 控制 温度，其作用主要是为 了减 缓接 头的冷却速度 ，从而最 焊缝合格 率几 近 １ 大限度 上降低接头 的淬硬倾 向，进 而防止了冷裂纹 ，根据相 关的预 现 工程 已经 投 产 半 年 ，焊 缝 均 没 有 产 生 裂 纹 ，完 全 满 足 相 关 的 设 计 以及使用要求 ，由此看 出：本焊接方法的选择 以及相 关工艺，成功 热公式推算得出预热温度应当选为 ｉ ０ ０摄 氏度到 １ ５ ０摄氏度 ，采 用 解决了大直径薄壁 １ ５ Ｃ ｒ Ｍ ｏ耐热钢管道焊接产生裂 纹的问题 ， 为焊接 两侧 １ ０ ０毫 米 的 乙 炔 火 焰 进 行 预 热 工 作 ４ 焊 接 工 艺 以及 相 应 的措 施 工 艺开 辟 了 又 一 成 功 途 径 。 焊接过程中的环境温度应当设置为 ２ Ｏ至 ３ ０ 摄 氏度，最宜湿度 参 考 文 献 ： １ １ 俞 尚知主编， 焊接工 艺人 员手册 【 ＭＪ ， 上 海科 学技 术 出版社， ２ ０ １ １ ． 为 ６ ５ ％，试件的组对需要严格与坡 口制度进行 比对 ，钝边为 １毫米 『 ２ ］ 焊 接 方 法 与 设 备 ：雷 世 明主 编 ｆ Ｍ］ ， 机械 工 业 出版 社 ， ２ ０ １ １ ． 左右，间隙为 ２毫米 ，在使用焊 条以前应 当进 行烘 干，公干的温度 『 ３ １ 王震征 等主 编 ， 气体保 护 焊 工 艺和 设备 【 Ｍ】 ， 西北 工 业 大学 出版 为４ ０ ０摄 氏度为宜 ，烘干进行一个半小 时左右将焊 条放入 保温筒 内 『 社． ２ ０ ０ ９ 进行保温工作。 在焊接的过程中需要对层 间温度严格控制 ，通 常 １ ０ ０摄 氏度到