12Cr1MoV合金钢管的焊接工艺.docx

12Cr1MoV 合金钢管的焊接工艺 工艺：12Cr1MoV 钢中的 Cr、Mo 、V 等强烈的碳化物形成元素有使接头过热区产生再热裂纹的倾向。坡口机加工后（焊接前）MT 检查， 无裂纹、无缺陷，焊前坡口及周围表面清理（油污、除锈等）至见金属光泽；坡口装配避免强制组对。 焊接前整体或局部预热，焊缝两边各 150mm 范围内保证预热温度250～300 度；层间温度应在预热温度控制范围内。 GTAW （纯 Ar 气体保护）：建议采用 TIG-R31 （含 V ）焊丝，直径2.5mm ，电流 100～140A 。 如果有一定壁厚，管径不是很小的话，建议采取GTAW+SMAW 。SMAW ：焊条采用 R337 ，规格可以按实际情况来定。 焊接完成后清理飞溅，加热至350～450℃，保温并缓冷的后热措施。12Cr1MoV 最好采用相应成分的耐热钢焊条，如 R310 、R312 、R317 、R316Fe ，焊前预热 250～350℃，焊后回火处理 710～750℃。 焊补缺陷或焊后不能进行热处理时，也可采用奥氏体钢焊条，如A302 、A307 。这时，由于焊缝与母材膨胀系数不同，同时在长期高温工作时还可发生碳的扩散迁移现象，而易于导致在融合区发生破坏。所以，选用奥氏体焊条时要慎重。 12Cr1MoV 珠光体耐热钢管焊接工艺 叶剑文 谢美琼 （广州市锅炉压力容器监察检验所 广东 510050）（广州市番禺区职业技术培训中心） 12Cr1MoV 是我国使用广泛的珠光体耐热钢之一，主要用于制造管壁温度小于 580℃的锅炉过热管、联箱和主汽管道。在 12t/h 双汽包横置式沸腾炉制造过程中，锅炉的蒸汽出口温度为450℃， 最高工作压力为 3.8MPa， 按设计图纸要求采用 12Cr1MoV 珠光体耐热钢管 （φ159mm×10mm）作为过热器联箱管，以满足产品的使用要求。 焊接性分析 12Cr1MoV 珠光体耐热钢为低合金耐热钢，此类钢的Cr 含量较高，在 500-550℃时具有较高的热强性和持久强度。12Cr1MoV 钢的化学成分及力学性能见表 1。 表 1 12Cr1MoV 珠光体耐热钢化学成分和力学性能 C Mn Si Ci Mo V S P σb/MPa 0.12 0.60 0.35 1.10 0.31 0.19 0.013 0.022 436 化学成分/%力学性能 化学成分/% 力学性能 σs/ MPa δ5/% 217 22 由表 1 可见，12Cr1MoV 钢的碳及合金元素含量较多，淬硬敏感性较大，易在焊缝及热影响区出现淬硬组织。在接头刚性及应力较大时，易产生冷裂纹。由于过热联箱是在较高温度下工作的受压元件，焊接时应采取必要的工艺措施，使焊接接头有足够的热强性能，保证过热 联箱安全运行。 焊接工艺 焊接方法 在蒸汽管道的管子对接时，对打底焊缝的质量要求较高，不仅要求焊缝熔透、背面齐平，还 要求焊缝背面无渣或少渣，否则会影响设备的安全运行。因此，采用手工钨极氩弧焊（TIG） 打底，手工电弧焊（SMAW）填充和盖面的焊接工艺方法。 坡口尺寸 选用单面V 形坡口，坡口尺寸见图1。用机械方法加工，应严格控制根部间隙和坡口钝边尺寸，以确保打底焊缝彻底熔透。 图 1 坡口形式和尺寸 焊接材料选择 手工钨极氩弧焊（TIG）选用:TIC-R31 焊丝，焊丝直径为φ2.5mm。 手工电弧焊（SMAW）选用:R307（E5515-B2）焊条，直径为φ3.2mm、φ4mm。 焊接准备 焊前准备 1）焊前应把坡口两侧管子内外各 20～30mm 范围打磨干净，直至露出金属光泽，确保无油渍、铁锈、水份、氧化物或其他有害的物质。 2）氩弧焊用焊丝表面不得有油脂、铁锈等污物。电弧焊的焊条，在焊前须经350～400℃烘 干 1～2h，且在 120℃保温筒存放，随用随取。 3）采用3～4 块锲形块（材料与母材相同或接近）均为分布定位焊在坡口上，对接口必须平齐，错边量不得大于0.5mm，定位焊的焊材及焊接参数与正式施焊相同。并且在预热的状态下进行定位焊。 焊前预热 预热是珠光体耐热钢焊接的重要措施。预热可以减慢焊缝及热影响区的冷却速度，有利于避免产生淬硬组织，有助于焊接区的氢的逸出，防止产生焊接裂纹。由于 12Cr1MoV 钢的碳含量及合金元素的含量较高，所以选择预热温度为 200～300℃，预热区域以焊缝为中心，两侧至少为 100mm。在整个焊接过程中，应保持层间温度不低于预热温度。 焊接 焊接参数 焊接 12Cr1MoV 钢时，应采用较小的焊接线能量，以减小焊接应力，减少焊接过热区宽度， 细化品粒，提高焊缝金属的抗裂性能，焊接参数见表2。 表 2 焊接参数 焊接 焊接 焊丝（条）