15CrMo与20钢焊接工艺
焊接工艺卡格式
焊接工艺卡编号：HJ001工程名称：中国石化集团安庆分公司炼化一体化项目一标段、九标段工程
施工单位：中国石化集团第十建设公司安庆石化工程项目部
焊接工艺卡编号：HJ002工程名称：中国石化集团安庆分公司炼化一体化项目一标段、九标段工程
施工单位：中国石化集团第十建设公司安庆石化工程项目部
焊接工艺卡编号：HJ003工程名称：中国石化集团安庆分公司炼化一体化项目一标段、九标段工程
施工单位：中国石化集团第十建设公司安庆石化工程项目部
焊接工艺卡编号：HJ004 工程名称：中国石化集团安庆分公司炼化一体化项目一标段、九标段工程
施工单位：中国石化集团第十建设公司安庆石化工程项目部。
四合一炉管焊接方案
四合一加热炉炉管焊接方案1工程概况及编制依据1.1工程概况略。
1.2编制依据：✧施工图纸✧SH3085-1997 《石油化工管式炉碳钢和铬钼钢炉管焊接技术条件》✧ASME标准第Ⅱ卷A篇2材料本炉炉管系统炉管及管件材料有：20#、15CrMo、P22、1Cr9Mo、T9、T91和F9共七种，所涉及到的焊接组合包括：20#与20#相焊、15CrMo与15CrMo相焊、15CrMo与P22相焊、T91与T91相焊、T91与F9相焊、1Cr9Mo与T9相焊等共六种。
炉管及管件均应具有出厂合格证和质量证明文件，且应符合国家有关标准及技术条件要求，本炉炉管及管件中的P22、T9、T91、F9应符合ASME SA335、SA213、SA182的要求。
3焊接材料1)焊接材料选择应根据母材的化学成份、力学性能综合考虑，本炉炉管焊接材料详见“炉管焊接一览表”。
2)焊接材料的管理应按公司《焊材管理规定》执行。
4焊接方法及设备4.1焊接方法炉管系统的焊接施工应视焊接结构的不同分别采用全手工电弧焊或手工氩弧—电弧联焊，对接焊缝应全部采用氩弧焊打底、手工电弧焊填充和盖面的方法施焊。
4.2焊接设备及极性焊接设备全部选用节约能源的ZX5型硅整流焊机或ZX7型逆变式焊机。
手工电弧焊采用直流反接，钨极氩弧焊采用直流正接。
5焊工参加炉管施焊的焊工，必须经必要的操作技能、工艺纪律的培训，并按《锅炉压力容器焊工考试规则》考试合格，取得焊接资格证。
焊工只能从事与其资格证相符的焊接项目，不得无证上岗、超项施焊等。
6焊接环境焊接环境出现下列情况之一时，必须采取有效防护措施，否则禁止施焊。
✧环境温度低于0℃；✧手工电弧焊时风速大于8m/s、氩弧焊风速大于2m/s；✧相对湿度大于90%；✧雨雪环境。
7焊前准备7.1焊前检查炉管及管件在使用前必须进行外观检查，其内外表面应平整，不得有裂纹、折叠、轧折、离层、结疤等缺陷，并不得有严重锈蚀现象。
7.2炉管下料、坡口加工炉管的下料、坡口加工应采用机械方法加工，坡口的型式及尺寸应符合设计文件的要求。
15CrMo合金钢管在不具备热处理条件时的焊接方案
15CrMo合金钢管在不具备热处理条件时的焊接方案15CrMo钢是典型的铬钼珠光体耐热钢，其在高温下具有比较高的抗氧化性
及热强性（δb≥440MPa），并具有一定的抗氢腐蚀能力。
由于钢中含有较高的碳含量及铬、钼等其它合金元素，钢材的淬硬倾向较明显。
15CrMo钢的焊接在国内已有成熟工艺，使用ER55-b2焊丝，手工钨极氩弧焊打底焊接，填充及盖面层采用R307焊条施焊，焊后进行热处理，可得到優质焊缝。
但在不满足现场热处理条件时无法采用此方案。
经查阅相关文献，可以采用ER55-b2焊丝，手工钨极氩弧焊打底，E309Mo-16焊条填充、盖面。
焊后可不进行热处理。
标签：15CrMo；焊接；应用
1 焊接性分析
1.1 热裂纹敏感性计算
2 焊接工艺参数
见表1。
3 试验方案
见表2。
由实验结果可看出，断裂部位都在母材热影响区处，证明焊缝抗拉强度高于母材；弯曲试验合格，说明焊缝的塑性很好，冲击韧性实验结果也在合格范围内，此方法确实可行。
但仍要注意的是，由于使用了奥氏体不锈钢焊条，焊缝组织为奥氏体不锈钢。
长期在高温下运行条件下熔合区会产生碳的迁移扩散，降低焊接接头的强度和塑性。
所以在选择使用此方法焊接时应慎重。
4 应用实例
我单位锅炉车间汽机房中抽下三通为15CrMo材质的异径三通，规格325×219×14，由于年度检修时间紧，所以采用此方案，目前已稳定运行半年。
运行状况良好。
各种常见钢材的焊接焊条及焊接工艺选用一览表
焊接工艺及焊接材料
序号
材质
工艺方 法
焊丝
1
1Cr18Ni9Ti
2
0Cr19Ni9
H1Cr19Ni9Ti 、 H0Cr18Ni9Ti H1Cr19Ni9 、 H0Cr20Ni10
3
0Cr18Ni11Nb
4
0Cr18Ni11Ti
5
0Cr23Ni13
6
1Cr20Ni14Si2
H0Cr25Ni13
R307 J507 R317 R307 J507
A302、A307
A302、A307
A302、A307
A302、A307
A302、A307
A302、A307
A132、A137 A132、A137 A132、A137 A132、A137 A132、A137 A132 A132 ENiCrFe-2 A132 ENiCrFe-2 E9015-B9 A302 A302
12Cr1MoV+1Cr18Ni9Ti 23
#20+316
#20+316L
#20+1Cr18Ni9Ti
316+1Cr18Ni9Ti
24 316L+316L
1Cr18Ni9Ti+1Cr18Ni9Ti
1Cr18Ni9Ti+1Cr18Ni9Ti 25
316L+1Cr18Ni9Ti 26 TP316+316ss 27 316SS+1Cr18Ni9Ti 28 T91+TP316 29 TP316+TP316 30 T91+1Cr18Ni9Ti 31 T91+T91 32 TP316+A216Grade WCB 33 TP316+A105
15CrMo钢焊接施工工艺措施
管道焊接施工工艺措施
编制依据
1 GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》
2 GB50235-97《工业金属管道工程施工及验收规范》
3 施工图纸
15CrMo钢是珠光体耐热钢的一种，其焊接性与低碳调质钢相近。
钢中的Cr、Mo等元素使过冷奥氏体的稳定性提高，因而焊接时热影响区有一定的淬硬及冷裂倾向。
为了防止脆化及冷裂，珠光体耐热钢一般要求焊前预热及焊后热处理。
15CrMo钢的焊前预热温度为150～250℃，焊后退火温度为630～720℃。
定位焊和正式焊接一样都应该预热，正式焊接时，应该连续施焊，保证层间温度与预热温度接近，如中途中断焊接，应该有保温缓冷措施。
再焊接前应该清扫、检查、重新预热后再焊接；对刚性大的焊件应进行后热，即在200-350℃保温0.5-2h后进行焊后热处理。
00Cr19Ni10钢可焊性较好，可不进行焊前预热。
15CrMo、20、00Cr19Ni10钢焊接时要求氩弧焊打底，焊条电弧焊盖面。
采用直流电源，焊条接正极，短弧操作。
20#钢焊接工艺参数如下：
:
00Cr19Ni10钢的焊接工艺参数如下
:
异种钢之间的焊接工艺参数如下:
注意事项：
1 焊接前，R307、J427焊条必须经过350℃烘1小时，A002焊条必须经过250℃烘1小时。
随烘随用。
2 焊条实行随烘随用，焊条在保温筒内不宜超过4小时，否则应重新烘烤且次数不宜超过二次。
焊条头必须回收。
3 焊前必须对焊缝坡口两侧50mm范围内清除锈、油污、水份等杂质。
4 管道焊接时防止穿堂风。
焊接工艺设计要求
根椐材料成型与控制技术专业培养目标，结合本专业理论知识和技能的具体要求，查阅各种焊接工艺参数的技能，并能把这些参数有机结合，构成一个切实可用的工艺。
（一）低碳钢（20钢）1、1000×1000×2mm板平板对接（平焊）2、1000×1000×5mm板对接（横焊）3、1000×1000×5mm板对接（立焊）4、1000×1000×8mm板对接（仰焊）5、1000×1000×24mm板对接（平焊直缝）6、1000×1000×340mm对接（平焊直缝）7、1000×1000×12mm板角接（T）8、50×50×12+50×50×15mm角接（L）（二）16Mn9、1000×1000×30mm平板对接（直缝）（三）18MnMoNb10、1000×1000×30mm平板对接（直缝）（四）20SiMn11、1000×1000×50mm平板对接（直缝）（五）1Cr18Ni9Ti12、1000×1000×3mm不锈钢板平板对接（六）15CrMo13、1000×1000×6mm平板对接（直缝）（七）LY1114、1000×1000×2mm平板对接（直缝）（八）TA815、1000×1000×1.2mm平板对接（直缝）（九）无氧铜板16、1000×1000×2.4mm平板对接（直缝）（十）修补（14CrMnMoVB)17、1000×1000×210mm厚板，中间断口宽度为100mm，断面不规则，请修补。
（十一）提高性能18、现有一化工容器，因生产需要，打算在内壁铺上一2mm厚耐蚀层。
20钢与15CrMo异种钢焊接工艺论文
20钢与15CrMo异种钢焊接工艺论文摘要：20钢与15CrMo异种钢焊接采用焊丝ERNiCrMo-3和焊条ENiGrMo-3，其焊接热输入、层间温度、坡口角度的选择是正确的。
在实际检修过程中必须结合母材的焊接特性和工艺运行条件，对每项焊接工艺参数进行慎重考虑，必要时，先进行工艺试验，选取最优的焊接工艺及焊材。
60万吨/年产甲醇装置R-52001合成塔15条升气管（规格：Φ273×16mm；材质：合成塔塔体管口：15CrMo，升汽管：20钢；工作压力：2.3MPa；工作温度：320℃；工作介质：蒸汽）经过多年的运行，靠近塔体第一道焊口出现不同程度的裂纹缺陷，在2014年大检修中对合成塔升气管焊口进行了返修，由于塔体管口与升汽管材质不同，对焊接材料选用到焊接过程工艺参数的控制都提出了更高、更严的要求，我们经过对两种材质化学成分金相组织分析、比对，查阅相关资料，结合以往积累的经验，选用了合适的焊接材料及合理的工艺参数，成功地完成了升气管缺陷焊口的返修任务。
1 20钢和15CrMo的焊接性分析20钢属于低碳钢，由于其含碳量低，锰、硅含量也少，所以，通常情况下不会因焊接而产生严重硬化组织或淬火组织。
20钢焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性优良。
15CrMo属于低合金珠光体耐热钢其以Cr-Mo以及Cr-Mo基多元合金钢为主，具有很好的抗氧化性和热强性，同时还具有良好的抗硫和氢腐蚀的能力。
珠光体耐热钢的焊接性与低碳调质钢相近，焊接中存在的主要问题是冷裂纹、热影响区的硬化、软化以及焊后热处理或高温长期使用中的消除应力裂纹。
如果焊接材料选择不当，焊缝中还有可能产生热裂纹。
2 异种钢焊接工艺分析2.1 焊接的工艺原则异种钢焊缝与母材的化学成分、金相组织、物理性能及力学性能都有较大的差别，因此异种钢焊接要比同种钢复杂得多，焊接时必须采取一定的特殊工艺措施才能获得满意的焊接接头。
20钢与15CrMo的异种钢焊接工艺分析
少 ，所 以，通常情况下不会因焊接而产生严重硬化组织
或 淬 火组 织 。２ Ｏ 钢焊 后 的接 头 塑性 和冲 击韧 度 良好 ，焊
接 时 ，一般 不 需 预热 、控 制 层 间温度 和 后 热 ，焊后 也不 必 采用 热 处理 改 善组 织 ，整 个焊 接 过程 不必 采 取特 殊 的 工 艺措 施 ，焊接 性优 良 。
两 种 材 质 化 学 成 分 金 相 组 织 分 析 、 比 对 ， 查 阅 相 关 资
２ 异 种钢 焊 接工 艺分析
２ ． １ 焊接 的工 艺 原则 异 种钢 焊 缝与 母 材 的化 学成 分 、金相 组 织 、物 理性 能及 力 学性 能 都有 较大 的 差别 ，因此异 种钢 焊接 要 比同 种钢 复 杂得 多 ，焊 接 时必 须采 取一 定 的特殊 工 艺措施 才
２ ０ １ ４ 年 第３ ４ 期
（ 总 第 ３ １ ３ 期 ）
中阖高素 ｆ ｆ 技术 企Ｉ 业
ｆ ， Ｉｆ … ． １ ０＊ ￡ ｆ¨ １ ；
Ｎ０ ． ３ ４． ２ ０１ ４
（ Ｃ ｕ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｔ ｙ Ｎ Ｏ． ３ １ ３）
能获得满意的焊接接头 。考虑异种钢焊接工艺时必须根
据这 些特 定 的条 件 来确 定焊 接 方法 、焊接 材料 、工 艺参 数 以及其 他 措施 。 ２ ． ２ 焊 接 方法 的选 择 由于升 气 管 工 作 温度 为 ３ ２ ０ ℃ ，工 作 压力 高 ，工 作 介 质 是 蒸 汽 ，结 合 化 工 生 产 要 求 ，采 用 钨 极 氩 弧 焊 打 底 ，焊 条 电弧 焊盖 面 （ Ｇ Ｔ Ａ ｗ ／ Ｓ Ｍ Ａ ｗ ）。
料 ，结合 以往积 累 的经 验 ，选 用 了合适 的焊接 材 料及 合 理 的 工 艺 参 数 ，成 功 地 完 成 了升 气 管 缺 陷 焊 口的 返 修
大直径薄壁15CrMo耐热钢管道焊接施工工法(2)
大直径薄壁15CrMo耐热钢管道焊接施工工法大直径薄壁15CrMo耐热钢管道焊接施工工法一、前言在许多工程领域中，大直径薄壁15CrMo耐热钢管道的应用越来越广泛。
该工法的施工过程相对复杂，需要特定的施工工艺来确保施工质量和安全性。
本文将介绍一种适用于大直径薄壁15CrMo耐热钢管道的焊接施工工法，并详细阐述其工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施以及经济技术分析。
二、工法特点大直径薄壁15CrMo耐热钢管道焊接施工工法具有以下特点：1. 焊接方法：采用TIG焊接、手工电弧焊接以及自动化焊接等多种方法，以确保焊接接头的质量和可靠性。
2. 施工难度大：由于管道的直径大且壁厚薄，需要采用特殊工具和技术来完成焊接工作，施工难度较大。
3. 高温材料：15CrMo耐热钢具有良好的高温抗氧化性能，适用于高温工况，但同时要求焊接过程中的温度控制严格，以确保焊接接头的性能和耐久性。
4. 高要求的人员素质：施工人员需要具有较高的技术水平和经验，以便正确操作焊接设备和完成焊接工艺。
三、适应范围该工法适用于大直径薄壁15CrMo耐热钢管道的焊接施工，特别适用于石油、化工、电力等行业的高温工程项目。
四、工艺原理大直径薄壁15CrMo耐热钢管道焊接施工工法的工艺原理主要是通过合理的工艺选择和施工措施来保证焊接质量和焊缝的可靠性。
工艺原理可以分为以下几个方面：1. 材料选择：选择15CrMo耐热钢管作为管道的材料，以满足高温工况下的需求。
2. 温度控制：通过严格控制焊接过程的温度来避免焊缝产生氧化和变形。
3. 焊接方法：根据不同情况选择合适的焊接方法，如TIG焊接、手工电弧焊接以及自动化焊接等。
4. 焊接参数选择：根据管道的直径、壁厚和工况等因素选择合适的焊接参数，以确保焊接接头的质量和可靠性。
5. 焊接顺序：根据管道的形状和焊接难度，确定合理的焊接顺序以保证整个焊接过程的平稳进行。
15Crmo焊接工艺评定
焊接材料:
焊材类别
焊丝
焊丝
焊材标准
YB/T5092-1996
YB/T5092-1996
填充金属尺寸
φ2.5
φ2.5
焊材型号
TiG—R30
TiG—R30
焊材牌号（钢号）
TiG—R30
TiG—R30
其他
耐蚀堆焊金属化学成份(%)
C
Si
Mn
P
S
Cr
Ni
Mo
V
Ti
Nb
范围a第一层8590第二层100110电弧电压v20焊道层次焊接方法填充材料焊接电流电弧电压范围焊接速度cmmi线能量kjcm牌号极性电流a手工氮弧焊tig859020手工氮弧焊tig10011020钩极类型及直径
焊接工艺评定
编号：GTAW-Ⅱ-5G-3.5/42-02
评定单位：省安四分公司
评定日期：
坡口形式：V型坡口
衬垫：无
其他____________________________
母材:
类别号Ⅳ组别号Ⅳ-1与类别号Ⅳ组别号Ⅳ-1相焊
及标准号GB6479钢号15CrMo与标准号GB6479钢号15CrMo相焊
厚度范围:
板材:对接焊缝1.5-7角焊缝：不限
管材直径、壁厚范围:对接焊缝1.5-7角焊缝：不限
其他：
注：对每一种母材与焊接材料的组合均需分别填表
焊接作业指导书
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焊接位置:
对接焊缝位置：水平固定
焊接方向:（向上、向下）向上
角焊缝位置___________________
焊接方向:（向上、向下）______
焊后热处理:
15CrMo管板与20#管子焊接加工工艺
３试验项目和结果分析
（）试验项 目 １ 以上三种方案的焊接试件后经着色检查 ，确认焊缝表 面无裂纹、气孔等焊接缺陷，各方案的试件分别以焊态和 模拟热处理状态 （８｀ｘ 热处理）进行以下三项试验 ， ６０ １ｈ Ｃ ３ 见表 ２ 。其 中热处理规范是按 Ｋ ｒ ｎ Ｍｌｒ ａ ｏ－ ｉ 公式计算得 ｓ ｅ
Ａ ９９ｘ４ （ ０ １ 小时） ６ ０ Ａ ９９ｘ 小时） （ ００５ ６ 注： ｏ：杭拉强度 ｒ ｂ
艺方案。
４８ ０ ５ （ Ｒ母材断） ２ ４ １ ０ ６ （ Ｒ母材断） ２ ４２ ０ ８ （ Ｒ母材断） ２ ４９ ０ ７ （ Ｒ母材断） ２
Ｄ ：试样弯曲直径 ａ ：试样厚度 Ｈ Ｚ Ａ ：接头热影响区 Ａ， ， ：冲击功
比较分析。
５ 结语
通过以上的试验方案，严格制定各项工艺措施和进行 生产监控 ，顺利地完成了该产品的制造，各项指标均达到 验收要求。经过二年的运行显示设备各项性能 良好并受到 用户的好评，证明该工艺方案完全能够满足产品的设计要
求。
参考文献 ：
（）焊态机械性能检查 １ （）经 ６ ９ｘ ００ ２ ９ １ ４小时的模拟热处理后做机械性能检
较好地保证接头的各项机械性能。
为保证产品接头的性能，我们采用 Ｅ ３９ ｏ 焊丝做 Ｒ ０Ｍ Ｌ 了进一步的焊接性试验 ，以分析接头的机械性能。试验母 材 为 ８２ ｍ 的 １ＣＭ Ｒ 和 ２Ｒ 板 材 ，焊 接 电 流 为 １ｍ ５ ｒｏ ０ １０１０ ，焊接前不预热 ，以焊态及模拟工况热处理进行 ０ － Ａ １
结束后保温后热以避免接头 中产生淬硬组织 ，之后还需进 行整体消除应力处理。但 由于该产品的管板太大 ，厚度方 向和径向的散热非常强烈 ；而且换热管数量巨大 ，加剧 了
CrMo钢管焊接工艺
C r M o钢管焊接工艺Prepared on 21 November 202115CrMo钢管焊接工艺焊接工艺方案Ⅰ：焊接预热，采用ER80S-B2L焊丝，TiG焊打底。
E8018 -B2焊条，焊条电弧焊盖面，焊后进行局部热处理。
方案Ⅱ：采用ER80S-B2L焊丝，TiG焊打底。
E309Mo-16焊条，焊条填充电弧焊盖面，焊后不进行热处理。
焊丝和焊条的化学成分及力学性能见表1。
表1 焊接材料的化学成分和力学性能型号C Mn Si Cr Ni Mo S P δb/Mpa δ,% ;ER80S-B2L≤ . < ≤≤≤500 25 ;E8018-B2 ≤≤ 550 19 ;E309Mo-16≤～～～～≤≤ 550 25 ;焊前准备试件采用15CrMo钢管,规格为φ325×25，坡口型式及尺寸见图1。
焊前用角向磨光机将坡口内外及坡口边缘50mm范围内打磨至露出金属光泽，然后用丙酮清洗干净。
试件为水平固定位置，对口间隙为4mm，采用手工钨极氩弧焊沿园周均匀点焊六处，每处点固长度应不小于20mm。
焊条按表2的规范进行烘烤。
焊条烘烤规范焊条型号烘烤温度保温时间E8018-B2 300 ℃ 2hE309Mo-16 150 ℃工艺参数按方案Ⅰ焊前需进行预热，根据Tto-Bessyo等人提出的计算预热温度公式：To=350√[C]（℃）式中，To——预热温度，℃。
[C]=[C]x [C]p [C]p=[C]x[C]x=C （Mn Cr）/9 Ni/18 7Mo/90 式中，[C]x——成分碳当量；[C]p——尺寸碳当量； S——试件厚度（本文中S=25mm）; [C]x=C （Mn Cr）/9 7/90Mo=[C]p= 则To=138℃因此预热温度选为150℃。
采用氧-乙炔焰对试件进行加温，先用测温笔粗略判断试件表面的的温度（以笔迹颜色变化快慢进行估计），最后用半导体点温计测定，测量点至少应选择三点，以保证试件整体均达到所要求的预热温度。
15CrMo耐热钢焊接性能与焊接工艺
15CrMo耐热钢焊接性能与焊接工艺尿素合成塔扩建工程，其中用于输送氨介质的工艺管道，设计压力为32MPa，设计温度为220℃，材质有15CrMo、20G，管径有Φ159×28、Φ219×35、Φ273×40等，由于15CrMo合金钢管道焊接难度比较大，焊接工艺要求比较高，以15CrMo合金管道Φ159×28为例，进行焊接性能及焊接工艺评定作如下论述。
.1 15CrMo材料性能、化学成分及焊接性.1.1基本性能及化学成分：15CrMo属于珠光体耐热钢，它以加入铬、钼合金元素为主，合金元素铬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。
钼是耐热钢中的强化元素，形成碳化物的能力比铬弱，钼优先溶入固溶体，强化固溶体。
钼也有阻止石墨化的作用，故应与铬同时加入钢中，以阻止碳的石墨化。
钼的熔点高达2625℃，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。
钼可以减少钢材的热脆性，还可以提高钢材的抗腐蚀能力。
.1.2焊接性：15CrMo 耐热钢的焊接性与低合金结构钢相近。
因为在钢中加人铬、钼合金元素，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。
.2焊接工艺.2.1坡口选择及清理：1）坡口选择U形坡口，见下图：2）坡口内外两侧各20mm处的锈、油、污应清除干净。
.2.2焊接方法：采用氩弧焊打底，焊条电弧焊盖面。
.2.3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。
15CrMo+20G、St45.8焊接工艺卡
15CrMo+20G、St45.8焊接工艺卡
预
热
壁厚≥10mm时需预热至150—250℃，小径薄壁管一般可不预热。
焊接氩
弧
焊
焊接电源直流正接
焊丝TIG-J50、H08MnA、H08MnReA
手
工
电
弧
焊
焊条焊条型号焊接电源烘干
J507 E5015 直流反接350℃左右烘干1小时
J506 E5016
交流或直
流反接
350℃左右烘干1小时焊条直径
(mm)
2.0 2.5
3.2
4.0
5.0
焊接电流
（A）
40～70 60~90 90~120 140~180 170~210
焊后热处理温度650——700℃
壁厚≤12.5 12.5—25 25—37.5 37.5—50 50—75 75—100 恒温
时间
0.5h 1h 1.5h 2h 2.25h 2.5h 对壁厚≤10mm,管径≤108mm的管子,如采用氩弧焊或低氩型焊条,焊前预热和焊后缓冷的情况下可免作焊后热处理。
备注1、焊前必须严格清理焊件及其坡口表面的铁锈、油污、水等。
2、采用钨极氩弧焊打底时，预热温度可按下限温度降低50℃。
3、施焊过程中，层间温度应不低于预热温度下限，且不高于400℃。
4、热处理过程的升、降温速度规定如下：≤250×（25/δ）℃/h，且≤300℃/h降温过程中，温度在300℃以下可不控制。
15CrMoR钢的焊接工艺规程的制定
15CrMoR钢的焊接工艺规程的制定目录1 绪论··························································································错误！未定义书签。
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15CrMo焊接工艺
职业技能鉴定国家题库试卷焊工高级技师操作技能考核评分答案15CrMo压力容器焊接工艺编制要求项目序号工艺条件焊接准备安全检查o .001预防触电、防火、防爆和登高作业的安全措施：1、施工现场应戴好安全帽，2M以上登高作业应系好安全带，严禁高空落物。
2、焊接电缆与气体软管、钢丝绳不得混绞在一起，应分别布置。
3、焊接前要认真检查工作场地周围是否有易燃易爆物品（如棉纱、油漆、汽油、煤油、木屑等），如有易燃易爆物品，应将这些物品移至距离焊接工作地10M以外。
4、离开施焊现场，应先关闭气源、电源，将火种熄灭。
5、文明施焊，做到工完料尽场地清，保证整个焊接场地整齐清洁。
o .002焊接劳动防护：焊工焊接时应穿戴专用的焊接工作服、绝缘鞋、耐热手套，衣着禁止敞领卷袖，焊接时戴有滤光镜的面罩。
o .003设备使用安全措施： 1、焊接设备应接地可靠，焊接电缆布置规范、整齐；发现焊机有故障应及时切断电源，严禁带电维修。
2、焊钳、手把线和电缆线绝缘和隔热性能应良好。
3、电焊机外壳，必须有良好的接零或接地保护，其电源的装拆应由电工进行。
工件准备o .001焊接结构装配图、坡口图：Φ210法兰，两筒分体制做后组装。
o .002结构放样、下料和坡口的选择加工自动小车氧乙炔切割下料，坡口加工采用刨边机完成，设备准o .001焊接设备的选择和调试：1。
手工焊ZX7-400S或ZX7-400ST 2、埋弧焊3、钨极保护焊直流反接，焊条接负极。
15CrMo和0Cr25Ni20异种钢焊接
15CrMo和0Cr25Ni20异种钢焊接
凌堃
【期刊名称】《热加工工艺》
【年(卷),期】2009()3
【摘要】在设备维修过程中时有遇到15CrMo珠光体耐热钢和0Cr25Ni20奥氏体耐热钢焊接,但由于现场维修条件限制,造成焊接前热、焊后热处理工艺等措施难以开展。
为此,选用A302焊条,利用小的熔合比、适当小的焊接工艺参数能满足15CrMo和0Cr25Ni20异种钢焊接要求。
为设备现场检修提供了借鉴。
【总页数】2页(P148-149)
【关键词】异种钢;焊接;熔合比;工艺参数
【作者】凌堃
【作者单位】安徽安兴联合总公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG457.11
【相关文献】
1.NS112与15CrMo异种钢的焊接工艺 [J], 郑建圻;戴明霞;
2.SA-213T91与0Cr25Ni20异种钢焊接与焊接材料的选择 [J], 罗源锋;顾丕雄
3.20钢与15CrMo的异种钢焊接工艺分析 [J], 杨锦涛;李亚涛;郭文强
4.12Cr1MoVG、15CrMo异种钢焊接工艺分析及厚壁管道合理的焊接工艺及热处
理工艺 [J], 王昊
5.15CrMo珠光体耐热钢与18—8奥氏体不锈钢异种材质的焊接工艺 [J], 杨金玉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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本科毕业设计（文献综述）题目 15CrMo与20钢焊接性能研究姓名万景专业材料成型及控制工程学号201146119指导教师王爱珍郑州科技学院机械工程学院二○一五年三月目录1 异种材料发展形势 (1)2 15CrMo与20钢各自特性 (2)3 焊接接头的坡口形式 (2)4 焊接区的应力及应变状态 (3)应力状态 (3)应变状态 (3)5 焊接工艺 (4)6 接头的组织变化特征 (4)6.1熔合区微观组织分析 (4)6.2热影响区域微观组织 (5)7 力学性能 (5)8 结论 (6)参考文献 (7)[摘要]从15CrMo与20钢的焊接的组织特性、断口形态、显微组织、应力应变状态和焊后热处理等几个方面，对15CrMo与20钢焊接性能研究及其工艺设计进行综述。
关键词: 15CrMo;20钢;异种钢焊接;焊接性;显微组织;焊后热处理1 异种材料焊接的发展形势异种材料焊接在工程机械、交通运输、石油化工、电站锅炉、航天航空和机械电子等行业的机械设备和构件中得到广泛应用。
这种构件的强度和使用寿命在很大程度上取决于焊接接头的性能及其工艺,特别是组织、成分和性能等与母材非常不同的过渡区或称熔合区部位的组织和性能。
例如在国内外许多的实际调查中都发现 ,超高压和亚临界电站锅炉中的爆管事故大部分发生在异种钢焊接接头部位 ,它不仅影响电厂的正常生产,造成重大的经济损失 ,还会造成人身伤亡。
异种材料焊接重要的是焊接接头。
而异种钢焊接接头一般主要指奥氏体钢或铁素体钢之间的连接形式。
这种焊接有时是不可避免的和必须的,有时也是从经济和便利等方面考虑而采用的,但是其所存在的一些固有的特殊问题,也妨碍或限制了它的广泛采用,主要有以下几点：1.在室温下,异种钢焊接接头区的力学性能如拉伸、冲击、弯曲等一般优于被焊母材的性能 ,但高温下或高温长期运行后,接头区的性能劣于母材。
2.在奥氏体焊缝与珠光体钢母材之间存在一个马氏体熔合区,该区韧性较低,是一个高硬度脆性层,也是导致构件失效破坏的薄弱区,它会降低焊接结构的使用可靠性。
3.焊后热处理或高温运行过程中,在焊接边界两侧各产生一个富碳区和贫碳区, 是裂纹源焊接边界的主要原因之一。
4. 构件的失效破坏与使用时间、温度及交变应力等条件有关。
5.焊后热处理不能消除焊接接头区的残余应力。
2 15CrMo与20钢各自特性1、15CrMo钢系珠光体组织耐热钢，在高温下具有较高的热强性（δb≥440MPa）和抗氧化性，并具有一定的抗氢腐蚀能力。
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。
2、20钢强度低，韧性、塑性和焊接性均好。
但是由于含碳量低，锰、硅含量也少，所以，不会在焊接而产生严重硬化组织或淬火组织。
焊接不需预热，控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接不必采取特殊工艺措施，焊接性优良。
3 焊接的坡口形式为使被焊接接头满足熔焊和焊接成型的要求，以获得优质的焊接接头，通常根据设计或工艺需求，在焊件待焊部位加工并装配成一定几何形状的沟槽，这种沟槽称为坡口。
在此15CrMo与20钢采用两种典型坡口形式如图4-1。
分析异种钢焊接接头的冲击断口形态,可以评定接头各特征区的力学性能和脆一韧转变。
按照各种标准所制备的冲击断口试样一般很难直接观察到区域很窄的熔合区的断口形态 ,特别是很难对从焊缝、熔合区、热影响区至母材连续的断口形态变化中进行直观分析,因为当缺口开在熔合区时,冲击断口常常是沿熔合区剥离 ,得不到连续的断口形态。
另外,冲击值也很分散,一些研究者不得不采取热模拟的方法制备大块样品进行断裂研究。
图4-1坡口形式1-15CrMo;2-20钢4 焊接区的应力及应变状态4.1 应力状态焊接接头中的应力/应变状态较为复杂,综述起来,有以下特点:（1）体钢和珠光体钢的热膨胀系数不同,导致在焊接界面处产生很大的热应力。
工程上为了减缓接头区的应力集中,常采用热膨胀系数介于二者之间基合金作过渡层。
（2）在焊后热处理或高温下运行时,由于碳迁移形成了具有塑性变形能力的脱碳层和变形能力差的增碳层。
接头冷却时,拘束应力在脱碳层可得到松弛,导致拘束力集中在增碳层,形成局部应力集中。
（3）热处理不能彻底除残余应力,只能使应力重新分布。
（4）也对接头的应力/ 应变状态有影响,如管型接头的内压力、外部弯曲应力、交变加载和接头坡口形状等。
关于熔合区的应力分布状态, 目前有一些不同的观点,多数研究者认为焊缝和熔合区附近的金属受拉伸应力作用,H A Z 中稍远离焊接边界处的金属受压缩应力,更远处又为拉伸应力. 结果为,焊缝和热影响区为拉伸应力,熔合区附近处于平衡区,无应力作用,但热处理后,焊缝区拉应力不变,而热影响区(H A Z ) 变为压应力。
利用奥氏体(面心立方结构)焊缝与珠光体钢(体心立方结构)母材在焊接边界上因晶格常数的差异造成失配来计算应力,得出奥氏体焊缝中为压应力,母材珠光体钢为拉应力,并用切片法进行了X 射线应力分布测定。
4.2应变状态大多数研究者认为,焊缝区和熔合区受拉应力、热影响区受压应力的分析较为合理,因为焊接接头中的应力状态不仅与两材料之间的热膨胀系数和晶格常数的差异有关,还与焊接中的凝固收缩和固态相变等有关。
对于奥氏体焊缝来说, 在冷却过程,大多数为先析出各Fe相模式凝固结晶,然后进行相变,这两个过程均产生体积收缩,必然会在焊缝及过渡区引起较大的拉伸应力。
此相反,对于珠光体钢的热影响区(H A Z )来说,其在焊接热循环冷却过程中经历的是护a固态转变,是一个体积增大过程,必然会产生压应力。
另外, 焊接时的外加拘束也对接头区的应力分布和大小有很大的影响。
目前对异种钢焊接接头中的应力/ 应变状态的研究还仅处于定性分析阶段,这将对接头的失效分析,特别是使用寿命的准确预测带来困难。
进一步工作需要采用纳米力学性能测试系统,有望在评估很窄的熔合区应力/应变的研究方面获得突破。
5 焊接工艺15CrMo和20钢的焊接可以使常用的焊接方法，比如手工电弧焊、埋弧自动焊、二氧化碳气体保护焊，也可以使用高能束焊接，高功率激光焊等等。
焊接方法的确定一般是根据母材的强度等级、使用性能、施工环境以及成本价格高低。
通常，强度较低的焊接件可采用以上各种方法，但是要对大批量生产的焊接件，应当采用的是埋弧自动焊和二氧化碳气体保护焊；对与中厚板和强度等级较高的焊接件应该尽量采用二氧化碳气体保护焊。
二氧化碳气体保护焊有消耗低、效率高、焊后焊接变形程度低、成本低、便于实现自动化等等众多优点，所以在生活中有着广泛的应用。
二氧化碳气体保护焊在抗氢致裂纹性能方面上，有着突出的优越性，也可以降低钢的预热温度。
15CrMo和20钢在焊接时，选择和制定合理的焊接工艺及其规范是非常重要的。
应严格限制焊接线的能量，避免在HAZ粗晶区形成贝氏体、M-A元等脆化组织。
同时15CrMo和20钢焊接时应尽量采用多层多道焊，这样在焊缝的金属就具有良好的韧性而且焊接变形小。
采用低氢型填充材料，不仅有利于氢含量的减少，并且可以减弱淬硬组织的产生。
在低氢焊接环境下，如果材料的淬硬倾向减小，可以改善组织，降低硬度等优点；而对于淬硬性较大的材料，则对粗晶区组织影响不明显。
6 异种钢熔合区的组织变化特征6.1熔合区微观组织分析熔合区就是熔化区和非熔化区之间的过渡部分，在这个过渡区域内成分和组织既不同于母材，也不同于焊缝金属。
熔合区的化学成分也非常的不均匀，而且组织粗大，往往是粗大的过热组织或粗大的淬硬组织。
其性能常常是焊接接头中最差的。
是焊接接头中机械性能最差的薄弱部位，会严重影响焊接接头的质量，所以研究熔合区的微观组织有着重要的意义。
异种钢焊接接头的显微组织研究大多数仍是沿用光学金相法进行观察,但由于受腐蚀剂的影响和光学显微镜放大倍数的限制,对熔合区的显微组织结构的研究和认识还很不够,因为熔合区显微组织有时很难被腐蚀出来,使得对许多起源于熔合区的失效断裂机理还不能进行很好的解释。
6.2热影响区域微观组织在焊接过程中，在焊接热循环作用下，焊缝两侧处于固态的母材发生明显的组织和性能变化的区域，称为焊接热影响区。
由于焊接热影响区中不同的部位经历了不同的焊接热循环，距熔合区越近，加热的峰值温度越高，加热速度和焊接冷却速度也越大，所以焊后热影响区的现组织、性能变化很大。
7 力学性能材料的力学性能是指材料在不同环境（温度、介质、湿度）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征一般来说金属的力学性能分为十种：1.脆性脆性是指材料在损坏之前没有发生塑性变形的一种特性。
它与韧性和塑性相反。
脆性材料没有屈服点，有断裂强度和极限强度，并且二者几乎一样。
铸铁、陶瓷、混凝土及石头都是脆性材料。
与其他许多工程材料相比，脆性材料在拉伸方面的性能较弱，对脆性材料通常采用压缩试验进行评定。
2.强度：金属材料在静载荷作用下抵抗永久变形或断裂的能力.同时，它也可以定义为比例极限、屈服强度、断裂强度或极限强度。
没有一个确切的单一参数能够准确定义这个特性。
因为金属的行为随着应力种类的变化和它应用形式的变化而变化。
强度是一个很常用的术语。
3.塑性：金属材料在载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力.塑性变形发生在金属材料承受的应力超过塑性极限并且载荷去除之后，此时材料保留了一部分或全部载荷时的变形.4.硬度：金属材料表面抵抗比他更硬的物体压入的能力5.韧性：金属材料抵抗冲击载荷而不被破坏的能力. 韧性是指金属材料在拉应力的作用下，在发生断裂前有一定塑性变形的特性。
金、铝、铜是韧性材料，它们很容易被拉成导线。
6.疲劳强度：材料零件和结构零件对疲劳破坏的抗力7.弹性弹性是指金属材料在外力消失时，能使材料恢复原先尺寸的一种特性。
钢材在到达弹性极限前是弹性的。
8.延展性延展性是指材料在压应力的作用下，材料断裂前承受一定塑性变形的特性。
塑性材料一般使用轧制和锻造工艺。
钢材既是塑性的也是具有延展性的。
9. 刚性刚性是金属材料承受较高应力而没有发生很大应变的特性。
刚性的大小通过测量材料的弹性模量E来评价。
10.屈服点或屈服应力屈服点或屈服应力是金属的应力水平，用MPa度量。
在屈服点以上，当外来载荷撤除后，金属的变形仍然存在，金属材料发生了塑性变形。
8 结论15CrMo与20钢焊接工艺仍有待进一步深入研究,如碳迁移、高温失效行为、显微组织特征与转变等。
今后的工作是充分利用现代分析测试技术,采用多学科交叉的方式进行综合和系统的研究。
参考文献[1] 中国机械工程学会焊接学会编著. 焊接手册（第 1 卷焊接方法及设备）.北京：机械工业出版社，2001[2] 中国机械工程学会焊接学会编著. 焊接手册（第 2 卷材料的焊接）.北京：机械工业出版社，2001[3] 李亚江，王娟编著.异种难焊材料的焊接及应用. 北京：化工工业出版社，2004[4] 陈祝年编著. 焊接工程师手册. 北京：机械工业出版社，2002[5] 周振丰，张文钺编著. 焊接冶金与金属焊接性. 北京：机械工业出版社，1988[6] 潘春旭编著.异种钢及异种金属焊接. 北京：人民交通出版社，2000[7] 刘中青，刘凯编著.异种金属焊接技术指南. 北京：机械工业出版社，1997[8]王志华杜双明编著.焊接工艺北京:北京师范大学出版社,2011[9]王总志编著.熔焊方法及设备北京:机械工业出版社,2006[10]潘春旭,朱风艳,陈雁荡编著.不锈钢焊缝徽观组织和偏析的电镜研究.武汉水运工程学院学报 , 1900, 14[11]PanC,Wang,R,Gui,J,Direct TEM observation of the austenitic/carbon steel welded joint,Joumal of Materials Science,1990[12]Omer W. Blodgett and Duane ler , Welding and Cutitng ,1992。