新型铁素体耐热钢CB2的焊接及热处理工艺研究吴富强

摘要：随着我国经济的快速发展，提高火电机组的热效率是一项重要和紧迫的

任务。而火电机组效率的提高主要在于提高蒸汽的压力和温度。这就对火电机组

的相关设备用钢特别是高温承压部件用钢的高温性能提出了更高的要求，目前我

国自主研发新型耐热钢ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB（CB2）以良好性能逐渐应用于

火力发电厂热力系统设备的耐热钢材。因此，新型耐热钢CB2焊接及热处理工艺

的研究是目前火电建设施工技术领域亟待解决的问题。

关键词：新型耐热钢；CB2钢；热处理工艺；

1引言

CB2钢是欧洲COST536项目研发的新型铁素体耐热钢，可用于

600℃/620℃30MPa的第二代超超临界机组汽轮机高温部件及管道，目前已实现

国产化，但尚处于初步应用阶段。据查，国内焊接及热处理工艺方面的研究文献

极少，为突破国外厂商的技术壁垒，充分发挥其性能并推广应用，迫切需要掌握

该钢种现场焊接和热处理施工工艺。

2研究内容

2.1CB2钢焊接性分析

CB2钢材料是经过淬火+回火处理的供货状态，其组织为回火马氏体。CB2钢

是在P91钢基础上加入适量的Co，同时加入少量的Nb和B，适当增加Mo的含

量得到的。

①焊接热裂纹敏感性

由于CB2钢合金程度高，其硼、硫含量低，锰含量高，这些因素共同决定了

其在施焊冷却过程中，随着温度的降低导致产生的低溶点共晶物少，又由于其自

身线膨胀系数小，因此，CB2钢的热裂纹敏感性不大。

②焊接冷裂纹敏感性

由于CB2钢合金元素含量高，碳当量高，临界冷却速度低，奥氏体稳定性很大，冷却时不易发生正常的珠光体转变，从而冷却到较低温度时发生了马氏体转变。在焊接过程中，淬硬将会形成较多的的晶格缺陷（空位、位错），同时在热

力不均及应力作用下易形成裂纹源，且该裂纹源在后续工作条件下产生裂纹的所

需要吸收的能量低，故CB2钢产生冷裂纹倾向大。

③化学成分Co对焊接接头的影响

CB2钢是在P91钢基础上加入适量的Co，可抑制铁素体的析出、降低硫含量，同时可发生固溶强化，提高钢的回火稳定性。其缺点是易发生过时效倾向而使钢

变脆。合适的焊后热处理工艺可以获得相对细小弥散分布的析出相，进一步提高CB2钢的力学性能。

2.2CB2钢焊接材料选择分析

①CB2钢化学成分及性能分析

ZG12Cr9Mo1Co1NiVNbNB（CB2）钢是在P91钢基础上加入1.27%的Co，同时

加入少量的Nb和B，适当增加Mo的含量得到的，目的是为了提高钢材的高温力学性能。CB2钢化学成分：

C0.13Cr9.11Ni0.14Co1.27Mo1.59V0.054Nb0.21B0.01N0.015

CB2钢室温下力学性能：抗拉强度≥690MPa，屈服强度≥490MPa，伸长率

≥15%，断面收缩率≥35％，冲击功≥27J，布氏硬度210-260HB。

②CB2钢焊材的选用

钢制管道焊后热处理工艺规程完整

锅炉管焊接热处理工艺规程 1 总则本工艺规程适用于低碳和低合金钢锅炉管道焊接接头消除残余应力的焊后热处理，不涉及发生相变和改变金相组织的其他热处理方法。 2 、引用标准及参考文献 NB/T47015—2011 《压力容器焊接规程》 SH3501—2011 《石油化工有毒可燃介质管道工程施工及验收规》 GB50236—2011 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规程》 3、焊前预热 3.1材料性能分析部分锅炉管道采用低合金耐热钢，材料具有良好的热稳定性能，是高温热管道的常用材料，由于材料中存在铬、钼合金成分，材料的淬硬倾向大，施工中采用焊前预热、焊后热处理的工艺措施，来获得性能合格的焊接接头。 3.2管道组成件焊前预热应按表1的规定进行，中断焊接后需要继续焊接时，应重新预热，焊接是保持层间温度不小于150℃。 3.3 当环境温度低于10℃时，在始焊处100mm围，应预热到50℃以上。表1 管道组成件焊接前预热要求

4 设备和器材 4.1焊后热处理必须采用自动控制记录的“热处理控制柜”控制温度。4.2“热处理控制柜”需满足下列要求： 4.2.1能自动控制、记录热处理温度。 4.2.2控制柜、热电偶和补偿导线组合后的温度误差≤±10℃。 4.2.3柜所有仪表、仪器需经法定计量单位校验合格，使用时校验合格证须在有效期。 4.3热电偶 4.3.1焊接接头焊后热处理须采用热电偶测温控温。 4.3.2热电偶需满足如下要求： 4.3.2.1量程为热处理最高温度的1.5倍，精度等级为1.0；控温柜和补偿导线的组合温差波动围≤±10℃。 4.3.2.1按校验周期进行强制校验，使用时校验合格证须在有效期。 4.4加热器 4.4.1焊后热处理必须采用可实现自动指示控制记录的电加热绳或履带加热板加热。 4.4.2管壁厚大于25mm的焊接接头宜采用感应法加热。 4.5热处理设备由经培训合格的专人管理和调试，使用时应放置在防雨防潮的台架上。 4.6保温材料热处理所用保温材料应为绝缘无碱超细玻璃棉或复合硅酸盐毡，且应有质量证明及合格证。

焊后热处理基本知识

焊接接头焊后热处理基本知识培训一、焊后热处理的概念 1.1后热处理（消氢处理）：焊接完成后对冷裂纹敏感性较大的低合金钢和拘束度较大的焊件加热至200℃～350℃保温缓冷的措施。目的、作用：减小焊缝中氢的有害影响、降低焊接残余应力、避免焊缝接头中出现马氏体组织，从而防止氢致裂纹的产生。后热温度：200℃～350℃ 保温时间：即焊缝在200℃～350℃温度区间的维持时间，与后热温度、焊缝厚度有关，一般不少于30min 加热方法：火焰加热、电加热保温后的措施：用保温棉覆盖让其缓慢冷却至室温 NB/T47015-2011关于后热的规定： 1.2焊后热处理（PWHT）：广义上：焊后热处理就是在工件焊完之后对焊接区域或焊接构件进行的热处理，内容包括消除应力退火、完全退火、固熔、正火、正火加回火、回火、低温消除应力等。狭义上：焊后热处理仅指消除应力退火，即为了改善焊接区的性能和消除焊接残余应力等有害影响。 1.3压力容器及压力管道焊接中所说的焊后热处理是指焊后消除应力的热处理。焊后消除应力热处理过程：将焊件缓慢均匀加热至一定温度后保温一定的时间，然后缓慢降温冷却至室温。

目的、作用： (1)降低或消除由于焊接而产生的残余焊接应力。 (2)降低焊缝、热影响区硬度。 (3)降低焊缝中的扩散氢含量。 (4)提高焊接接头的塑性。 (5)提高焊接接头冲击韧性和断裂韧性。 (6)提高抗应力腐蚀能力。 (7)提高组织稳定性。热处理的方式：整体热处理、局部热处理 1.4焊接应力的危害和降低焊接应力的措施焊接应力是在焊接过程中由于温度场的变化（热涨冷缩）及焊件间的约束而产生的滞留在焊件中的残余应力。 1.4.1焊接应力只能降低，不可能完全消除，焊接残余应力形成的的危害：1）影响构件承受静载的能力；2）会造成构件的脆性断裂；3）影响结构的疲劳强度；4）影响构件的刚度和稳定性；5）应力区易产生应力腐蚀开裂；6）影响构件的精度和尺寸的稳定性。 1.4.2降低焊接应力的措施 1）设计措施：（1）构件设计时经量减少焊缝的尺寸和数量，可减少焊接变形，同时降低焊接应力（2）构件设计时避免焊缝过于集中，从而避免焊接应力叠加（3）优化结构设计，例将如容器的接管口设计成翻边式，少用承插式 2）工艺措施

常用耐热钢的焊接工艺

常用耐热钢的焊接工艺耐热钢是指钢再高温条件下既具有热稳定性，又具有热强性的钢材。热稳定性是指钢材在高温条件下能保持化学稳定性（耐腐蚀、不氧化）。热强性是指钢材在高温条件下具有足够的强度。其中耐热性能主要通过铬、钼、钒、钛、铌等合金元素来保证，因此在焊接材料的选择上应根据母材的合金元素含量来确定。耐热钢在石油石化工业装置施工中应用较为广泛，我们能够经常接触到的多为合金含量较低的珠光体耐热钢，如15CrMo，1Cr5Mo等。 1铬钼耐热钢的焊接性铬和钼是珠光体耐热钢的主要合金元素，显著提高金属的高温强度和高温抗氧化性，但它们使金属的焊接性能变差，在焊缝和热影响区具有淬应倾向，焊后在空气中冷却易产生硬而脆的马氏体组织，不仅影响焊接接头的机械性能，而且产生很大的内应力，从而产生冷裂倾向。因此耐热钢焊接时的主要问题是裂纹，而形成裂纹的三要素是：组织、应力和焊缝中的含氢量，因此制定合理的焊接工艺尤为重要。 2珠光体耐热钢焊接工艺 2.1坡口坡口的加工通常用火焰或者等离子切割工艺，必要时切割也要预热，打磨干净后做PT检验，去除坡口上的裂纹。通常选用V型坡口，坡口角度为60°，从防止裂纹的角度考虑，坡口角度大些有利，但

是增加了焊接量，同时将坡口及内处两侧打磨干净，去除油污、铁锈及水份等污物（去氢、防止气孔）。 2.2组对要求不能强制组对，防止产生内应力，由于铬钼耐热钢裂纹倾向较大，故在焊接时焊缝的拘束度不能过大，以免造成过大的刚度，特别在厚板焊接时，妨碍焊缝自由收缩的拉筋、夹具和卡具等应尽量避免使用。 2.3焊接方法的选用目前，我们石油石化安装单位管线焊接常用的焊接方法是钨极氩弧焊打底，焊条电弧焊填充盖面，其它焊接方法还有熔化极惰性气体保护焊（MIG焊）、CO2气体保护焊、电渣焊和埋弧自动焊等。 2.4焊接材料的选择选配焊接材料的原则，焊缝金属的合金成分与强度性能基本上要与母材相应指标一致或者应达到产品技术条件提出的最低性能指标。而且为了降低氢含量应先用低氢型碱性焊条，焊条或者焊剂应按规定工艺烘干，随用随取，要装在焊条保温桶中随用随取，焊条再保温桶内不得超过4个小时，否则应重新烘干，烘干次数不得超过三次，这在具体施工过程中都有详细的规定。铬钼耐热钢手弧焊时，也可选用奥氏体不锈钢焊条，如A307焊条，但焊前仍需要预热，这种方法适用于焊件焊后不能热处理的情况。耐热钢焊材选用表如下所示：

热处理--消除焊接应力

1总则 1.1本守则适用于本公司碳素钢及低合金钢压力容器及受压元件的焊后热处理。 1.2本守则规定了钢制压力容器热处理通用工艺要求，具体实施应按图纸设计的要求和专业工艺文件的规定执行。 2要求 2.1人员及职责 2.1.1 热处理操作人员应经培训、考核合格，取得上岗证，方可进行焊后热处理操作。 2.1.2 焊后热处理工艺由热处理工艺员编制，热处理责任工程师审核。 2.1.3 热处理操作人员应严格按照焊后热处理工艺进行操作，并认真填写原始操作记录。 2.2 设备及装置 2.2.1能满足焊后热处理工艺要求； 2.2.2在焊后热处理过程中，对被加热件无有害的影响； 2.2.3 能保证被加热件加热部分均匀热透； 2.2.4能够准确地测量和控制温度； 2.2.5在整个热处理过程中应当连续记录； 2.2.6炉外加热时，热电偶的布置应满足工艺标准的要求； 2.2.7被加热件经焊后热处理之后，其变形能满足设计及使用要求。 3焊后热处理方法 3.1炉内热处理 3.1.1 焊后热处理应优先采用在炉内加热的方法，其热处理炉应满足GB9452的有关规定。3.1.2 被加热件应整齐地安置于炉内的有效加热区内，并保证炉内热量均匀、流通。在火焰炉内热处理时应避免火焰直接喷射到工件上。 3.1.3为了防止拘束应力及变形，对薄壁大直径容器，内部应加支撑。卧式容器底部应放鞍式支座，支座间距不大于2米且底部应垫平。 3.1.4有密封面和有高精度螺孔的部位应加以保护，可用机油和石墨粉膏剂涂于被保护面，然后用石棉布包扎。

3.2分段热处理焊后热处理允许在炉内分段进行。对于超出炉子长度需要分段热处理的大件，其重复加热长度应不小于1.5米；露在炉外靠近炉门处应采取合适的保温措施，保温长度不得小于1米。 3.3炉外热处理产品整体炉外热处理热处理时，在满足2.2的基础上，还应注意： a）考虑气候变化，以及停电等因素对热处理带来的不利影响及应急措施； b）应采取必要的措施，保证被加热件温度的均匀稳定，避免被加热件、支撑结构、底座等因热胀冷缩而产生拘束应力及变形 3.4局部热处理 3.4.1 B、C、D类焊接接头，球形封头与圆筒相连的A类焊接接头以及缺陷焊补部位，允许采用局部热处理方法。 3.4.2局部热处理时，焊缝每侧加热宽度不小于钢材厚度δs的2倍（δs为焊接接头处钢材厚度）；接管与壳体相焊时加热宽度不得小于钢材厚度δs的6倍。 3.4.3靠近加热区的部位应采取保温措施，使温度梯度不致影响材料的组织和性能。 4热处理工艺规范 4.1工件装炉温度和出炉温度应低于400℃。但对厚度差较大、结构复杂、尺寸稳定性要求较高、残余应力值要求较低的被加热件，其入炉或出炉时的炉内温度一般不宜超过300℃。 4.2 焊件升温至400℃后，加热区升温速度不得超过（5000/δs）℃/h，且不得超过200℃/h，最小可为50℃/h。 4.3 升温时，加热区内任意5000mm长度内的温差不得大于120℃。 4.4 保温时，加热区内最高与最低温度之差不宜超过65℃。 4.5 升温保温期间，应控制加热区气氛，防止焊件表面过度氧化。 4.6 炉温高于400℃时，加热区降温速度不得超过（6500/δs）℃/h，且不得超过260℃/h，最小可为50℃/h. 4.7 焊件按出炉温度出炉后应在静止空气中继续冷却。 4.8 常用钢号推荐的焊后热处理保温温度和保温时间见表1

管道焊后热处理方案

陕西陕化煤化工节能减排技改项目管道焊缝热处理方案施工单位：陕西化建编制人：审核人：批准人：陕西化建陕西陕化煤化工有限公司节能减排技改项目项目经理部 2011-05-25

目录 1.适用范围。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 2.编制目的.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 3.编制依据。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 4.工程概况。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 5.责任和义务。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 6.施工准备。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 7．热处理施工流程。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4 8. 质量保证措施。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 9. 安全注意事项。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7 10．劳动力安排。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 11主要施工措施用料一览表。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 12主要施工机械设备。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10

钢结构焊接热处理工艺

京隆发电有限公司烟气脱硝改造工程钢结构焊接热处理工艺施工措施批准：审核：编制：南京龙源环保有限公司京隆项目部

目录一、编制依据 (2) 二、材料介绍 (2) 三、焊接施工流程 (3) 四、焊接工艺参数的选择 (3) 五、现场焊接顺序： (4) 六、现场技术管理 (9) 七、作业的安全要求及措施 (9)

内蒙京隆电厂2×600MW机组烟气脱硝工程，SCR钢架的主立柱、梁、垂直支撑全部采用"H"型钢，母材材质为Q345（属低合金结构钢），钢架主立柱采用分段对接方式连成一体，其中"H"型钢的腹板采用高强螺栓连接，翼缘板之间的连接采用对接焊接方式。一、编制依据 1.1《火电施工质量检验及评定标准》(焊接篇)1996年版。 1.2《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004。 1.3《电力建设安全工作规程》（第1部分：火力发电厂） DL5009.1—2002。1.4《火力发电厂焊接热处理技术规程》DL/T819-2002。 1.5《管道焊接超声波检验技术规程》DL/T820-2002。 1.6《焊接材料质量管理规程》JB/T3223-1996。 1.7京隆电厂脱硝钢架安装相关图纸 1.8《工程建设标准强制性条文》（电力工程部分）2006版。二、材料介绍 1. Q345化学成分如下表（%）： 2.Q345力学性能如下表（%）：其中壁厚介于16-35mm时，σs≥325Mpa；壁厚介于 35-50mm时，σs≥295Mpa

3. Q345钢的焊接特点 3.1 碳当量(Ceq) Ceq=0.49%，大于0.45%，可见Q345钢焊接性能不是很好，需要在焊接时制定严格的工艺措施。 3.2 Q345钢在焊接时易出现的问题 3.2.1 热影响区的淬硬倾向 Q345钢在焊接冷却过程中，热影响区容易形成淬火组织-马氏体，使近缝区的硬度提高，塑性下降。结果导致焊后发生裂纹。 3.2.2 冷裂纹敏感性 Q345钢的焊接裂纹主要是冷裂纹。三、焊接施工流程 1、坡口清理准备→点固→焊前预热→焊接→施焊→自检/专检→焊后热处理→无损检验（合格）焊接材料的选用 2、由于Q345钢的冷裂纹倾向较大，应选用低氢型的焊接材料，同时考虑到焊接接头应与母材等强的原则，选用E5015 （J507）型电焊条。 3、对于要求焊接的部位严格按图纸要求施焊，注意坡口角度、间隙及焊角高度。 4、焊接过程应注意层间清理和层间检查,确保无裂纹、气孔、夹渣等缺陷,方可继续施焊。 5、焊接过程应注意接头和收弧质量,接头应熔合良好,收弧时弧坑应填满,以防弧坑裂纹。 6、焊接工作应一气呵成,更换焊条时应迅速,中途不应无故停顿，注意层间熔化,避免出现夹沟。焊接过程中途因故停止后重新焊接时，必须检查焊缝表面是否有裂纹、气孔、生锈、水迹等，发现问题及时处理。四、焊接工艺参数的选择

12CrMoV焊接施工及热处理课件

鞍钢凌钢朝阳100万t/a焦化项目煤气净化及公辅设施安装工程 12CrMoV 焊接及热处理施工方案编制：审核：批准：日期：

12CrMoV压力管道焊接及热处理施工方案一、工程概况鞍钢凌钢100万t/a焦化工程，由干熄焦沿外线管廊到焦化边界接点的中压过热蒸汽管道。工艺管道材质为12CrMoV，规格Φ245*18mm；计划开工时间：2008年8月12日开工，2008年10月30日竣工；总工期：80天。二、编制依据 1.《压力管道安全管理与监察规定》〔劳部1996-140号〕 2.《工业金属管道工程施工及验收规范》〔GB50235–97〕 3.《工业金属管道工程质量检验评定标准》〔GB50184–93〕 4.《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》〔GB50236-98〕 5.《压力容器无损检测》〔JB/T4730–2005〕 6.管道施工图三、焊接材料及管理 1.焊条、焊丝、等均应有制造厂的质量合格证或质保书。凡无合格证或质保书及对其质量有怀疑时，应按焊材批号抽查试验合格后方可使用。 2.施工现场应设置焊材二级库，并由专人负责焊材的管理，做好焊材的烘干、发放、回收工作并做好烘干、发放、回收记录。 3.焊材应存放在干燥通风良好的库房内。各种型号、规格的焊材应分类堆放防止混淆。 4.焊条使用前应按焊条使用说明书的要求进行烘干，焊条重复烘干不应超过两次。 5.焊条使用时应装入100～125℃的保温桶内随取随用，桶内焊条不应超过半个工时。 6.氩弧焊所采用的氩气应符合现行国家标准《氩气》GB4842的规定，且纯度不应低于99.96﹪。 7.手工钨极氩弧焊，宜采用铈钨极或钍钨极。 8.焊材的领用、发放，管理人员应根据焊接工艺卡或工艺指导书所制定的工艺

(热处理及焊后热处理程序)

Heat Treatment and PWHT Procedures 热处理及焊后热处理程序

TABLE OF CONTENTS 目录 1.0SCOPE范围 (1) 2.0REFERENCES参考文件 (1) 3.0EQUIPMENT设备 (1) 4.0HEATING METHODS加热方法 (1) 5.0HEATING AND COOLING RATES加热和冷却速率 (1) 6.0HOLDING TEMPERATURES AND ALLOWABLE RANGES保温温度和容许范围 (2) 7.0INTERRUPTED POSTWELD HEAT TREATMENTS不规则的焊后热处理 (2) 8.0TEMPERATURE CONTROL AND RECORDING温度控制和记录 (3) 9.0RECORDING POSTWELD HEAT TREATMENT CYCLE焊后热处理记录周期 (4) 10.0HARDNESS TESTED REQUIRMENTS AFTER PWHT热处理后的硬度测试要求 (5) 11.0PRETECT DEFORMATION DURING HEAT TREATMENT热处理期间的防变形 (5) 12.0RECORDS记录 (5) Attachment and Appendix List 附件附录清单 ATTACHMENT1:PWHT REPORT附件1：焊后热处理报告 (5)

1.0S C O P E范围 1.1This procedure specifies detailed requirements for performing post weld heat treatment(PWHT) 该程序规定了进行焊后热处理的详细要求。 1.2This procedure was written to meet the requirements of ASME B31.3for heat treat temperatures,holding times,heating and cooling rates,and permissible heat treating methods when PWHT is required. 该程序是根据ASME B31.3中针对焊后热处理的处理温度、保温时间、加热和冷却速率以及允许的加热方法来拟写的。 2.0R E F E R E N C E S参考文件 Doc.No.Document Title ASME B31.3-2012Process Piping工艺管道 3.0E Q U I P M E N T设备 3.1Certification of equipment shall be provided upon request. 应当根据需要提供设备的证书。 3.2Calibration certificate of temperature indicator shall be submitted and approved before use. 使用温度指示器之前应当提交校准证书并获得批准。 3.3Recalibration reference paragraph9.2. 参考段落9.2中关于重校的内容。 4.0H E A T I N G M E T H O D S加热方法 4.1Gas heating method be utilized to perform PWHT 利用燃气加热法来进行焊后热处理。 4.2Any other PWHT method requires prior approval of customer before use. 使用任何其它焊后热处理方法之前都要客户的批准。 5.0H E A T I N G A N D C O O L I N G R A T E S加热和冷却速率 5.1.The rate of the heating at the temperature above300Deg.C(572°F)shall not exceed220Deg.C(428°F)/Hr.for pipe wall thickness up to and including25mm(0.984in)/T maximum.For maximum pipe wall thickness more than25mm(0.984in)/T,the heating rate shall be(5588/T Where T=pipe wall thickness in mm). 对于最大壁厚为25mm(0.984in)的管道，300℃(572°F)之后的加热速度不应超过220℃(428°F)/小时。对于最大壁厚超过25mm(0.984in)的管道，加热速度为5588/T(T=管道壁厚mm数)。 5.2The rate of Cooling from the Soak temperature to a temperature above300Deg.C(572°F)shall not exceed275Deg.C(527°F)/ Hr.For pipe wall thickness up to and including25mm(0.984in)/T in maximum.For maximum pipe wall thickness over than25mm (0.984in)/T,the Cooling shall be(6985/T Where T=pipe wall thickness in mm).

常用焊接方法—焊接工艺

常用焊接方法——焊接工艺我公司是生产自动焊接设备的大型厂家。作为公司员工，就更应该了解常用焊接方法及焊接工艺。结合设备调试，这里将常用的埋弧焊、气体保护焊、钨极氩弧焊作为简要的讲述，以供有关人员参考。一、埋弧焊电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法称为埋弧焊。主要优点：劳动条件好，节省焊接材料和电能，焊缝质量好，生产效率高等。但不适合薄板焊接。（当焊接电流小于100A时，电弧稳定性差，目前板厚小于1mm的薄板还无法采用埋弧焊）只限于水平或倾斜度不大的位置施焊。埋弧焊是高效焊接常用方法之一。主要用于：焊接各种钢板结构。焊接碳素结构钢、低合金结构钢、不锈钢、耐热钢和复合材料以及堆焊耐磨、耐蚀合金等。焊接工艺参数对焊接质量影响较大的有：焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径与伸出长度、焊丝倾角、装配间隙与坡口大小等。此外焊剂层厚度及粒度对焊接质量也有影响。下面分别讲述它们对焊接质量的影响： 1.焊接电流：焊接电流是决定熔深的主要因素。在一定范围内，焊接电流增加，焊缝的熔深和余高都增加。而焊缝的宽度增加不大。增大焊接电流能提高生产率，但在一定的焊接速度下，焊接电流过大会使热影响区过大，并产生焊瘤及焊件被烧穿等缺陷。若焊接电流过小，测熔深不足，

熔合不好、未焊透和夹渣，并使焊缝成形变坏。 2.电弧电压：电弧电压是决定熔宽的主要因素。电弧电压增加时，弧长增加，熔深减小，焊缝宽度变宽，余高减小，电弧电压过大，溶剂熔化量增加，电弧不稳，严重时会产生咬边和气孔等。 3.焊接速度：焊接速度增加，母材熔合比较小。焊接速度过高时，会产生咬边，未焊透，电弧偏吹和气孔等缺陷，焊缝余高大而窄成形不好。 4.焊丝直径与伸出长度：当焊接电流不变时，减小焊丝直径，电流密度增加，熔深增大，成形系数减小。焊丝伸出长度增加时，熔深速度和余高都增加。 5.焊丝倾角：焊丝前倾，焊缝成形系数增加，熔深变浅，焊缝宽度增加。焊丝后倾，熔深与余高增，。熔宽明显减小，焊缝成形不变。 6.装配间隙与坡口：在其他工艺参数不变的条件下，装配间隙与坡口角度增大时，熔合比与余高减小，熔深增大，焊缝厚度基本保持不变。 7、焊机层厚度与粒度：焊剂层太薄时，容易露弧，电弧保护不好，容易产生气孔或裂纹。焊剂层太厚，焊缝变窄，成形不好。一般情况下，焊剂粒度对焊缝成形影响不大，但采用小直径焊丝焊薄板时，焊剂粒度对焊缝成形就有影响。若焊剂颗粒太大，电弧不

15CrMoG耐热钢管道焊接施工工法

15CrMoG耐热钢管道焊接施工工法 1 前言耐热钢中以珠光体铬钼耐热钢应用最广，因为这类钢一般适用于 350-550℃之间，同时，这类钢的合金元素含量相对较少，一般都属于低合金钢的范畴，因为合金钢是在碳钢中加入少量的合金元素，钢的性能就发生了变化，就得到了碳钢所没有的性能，即耐高温、抗氧化、抗蠕化和良好的持久强度,由于合金元素小于3.5%，所以称作低合金，简称合金钢。它的耐热性和强度均超过不锈钢，但是价格比不锈钢便宜得多，适用于在各种高温高压条件下工作的介质管道。例如在攀钢煤化工厂外线工艺管道施工项目中，该工程管道φ273×11共1200米，其设计温度为480℃，设计压力为5.5Mpa，并且管道材质为15CrMoG耐热合金钢，这类高温高压的特殊材质管道以前我公司未施工过,所以还没有完善和成熟的施工工艺及经验可以借鉴。由于合金钢的化学成分和性能与碳素钢、不锈钢存在较大的区别，所以施工15CrMoG耐热合金钢的焊接工艺及步骤都比碳素钢、不锈钢要求更高，也更严格和复杂。因此掌握此项新技术、新工艺中所有技术参数是具有较大的技术难题。为了保证焊接质量，公司成立了专题攻关技术小组，开展科技创新，取得了“15CrMoG耐热钢管道焊接技术”这一新成果，并且该技术于2006年通过攀钢冶金技术有限公司（原攀冶建公司）科技质量部组织的科技成果鉴定，获公司科技进步一等奖；在2007年4月全国冶金施工系统QC成果发布会上获得二等奖。该技术填补了我公司在15CrMoG耐热合金钢焊接

技术方面的空白，优化了生产工艺，提高了劳动生产率，保证了焊接质量，为公司创造了良好的社会效益和经济效益。 2 工法特点 2.1由于15CrMoG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，焊接接头淬硬倾向大，可能出现冷裂纹,因此15CrMoG 钢焊接时，焊接材料的选择和严格的工艺措施，对于防止焊缝产生裂纹，保证管道使用性能至关重要。所以15CrMoG耐热合金钢与碳素钢、不锈钢等管道相比不管从施工工艺还是施工时所使用的工机具要求都更高，也更复杂。因此通过本工法的实施,使我公司的管道施工综合能力得到很大的提高,填补了我公司在15CrMoG耐热合金钢安装技术方面的空白，优化了生产工艺，提高了劳动生产率，保证了焊接质量，为公司创造良好的社会效益。更为今后公司施工同类管道奠定了坚实的基础，提高了 1 市场竞争能力。 2.2本工法贯彻实施后，使我公司得以熟练掌握15CrMoG材质高温高压蒸汽管道的打磨、预热、焊接、层间温度、焊后缓冷、焊缝及管道的热处理等所有工序及每个工序的具体要求及相关参数。为今后公司施工同类合金管道将起到较大的指导作用。 3 适用范围适用于管道介质在10MPa、550℃以下的15CrMoG材质或同类型材质的高温、高压蒸汽管道或其它介质管道的焊接。 4工艺原理为了保证耐热钢具有较好的高温强度和高温抗氧化性能,要加入一定

钢结构焊接规范要点

钢结构焊接规范钢结构从下料、组对、焊接、检验等工艺钢结构手工电弧焊焊接施工工艺标准依据标准：《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001 《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001 《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》GB11345 《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB3323 《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法》JBJ/T3034.1 《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法》JBJ/T3034.2 《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81 1、范围本工艺标准适用于一般工业与民用建筑工程中钢结构制作与安装手工电弧焊焊接工程。 2、施工准备 2.1材料及主要机具 2.1.1电焊条：其型号按设计要求选用，必须有质量证明书。按要求施焊前经过烘焙。严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的焊条。设计无规定时，焊接Q235 钢时宜选用E43系列碳钢结构焊条；焊接16Mn钢时宜选用E50系列低合金结构钢焊条；焊接重要结构时宜采用低氢型焊条（碱性焊条）。

按说明书的要求烘焙后，放入保温桶内，随用随取。酸性焊条与碱性焊条不准混杂使用。 2.1.2引弧板：用坡口连接时需用弧板，弧板材质和坡口型式应与焊件相同。 2.1.3主要机具：电焊机（交、直流）、焊把线、焊钳、面罩、小锤、焊条烘箱、焊条保温桶、钢丝刷、石棉条、测温计等。 2.2作业条件 2.2.1熟悉图纸，做焊接工艺技术交底。 2.2.2施焊前应检查焊工合格证有效期限，应证明焊工所能承担的焊接工作。 2.2.3现场供电应符合焊接用电要求。 2.2.4环境温度低于0℃，对预热，后热温度应根据工艺试验确定。 3、操作工艺 3.1工艺流程：作业准备→电弧焊接（平焊、立焊、横焊、仰焊）→焊缝检查。3.2钢结构电弧焊接 3.2.1平焊 3.2.1.1选择合格的焊接工艺，焊条直径，焊接电流，焊接速度，焊接电弧长度等，通过焊接工艺试验验证。 3.2.1.2清理焊口：焊前检查坡口、组装间隙是否符合要求，定位焊是否牢固，焊缝周围不得有油污、锈物。 3.2.1.3烘焙焊条应符合规定的温度与时间，从烘箱中取出的焊条，

焊接热处理作业指导书

热处理作业指导书一、工程概况 1.1本工程为江苏常州中天钢铁集团有限公司热电厂一台240吨纯燃高炉煤气锅炉安装工程及相应的汽水、消防、电气、热控等配套系统。锅炉设备由上海锅炉厂有限公司设计制造。二、编制依据 2.1西北电力设计院设计图纸 2.2《施工组织总设计》 2.3《小型火力发电厂设计规范》“GB50049-94” 2.4“DL5000-2000”《火力发电厂设计技术规程》及《火力发电厂施工图设计手册设计》 2.5《汽水管路支吊架手册》1983年版 2.6《电力建设安全操作规程》(火力发电厂部分)2002年版 2.7《电力建设施工及验收技术规范》（锅炉机组篇）1996年版 2.8《电力建设施工及验收技术规范》(焊接篇) 1996年版 2.9 《电力建设施工及验收技术规范》(管道篇) 1996年版 2.10《电力建设施工及验收技术规范》（DL/T821-2002射线篇、DL/T5048-95超声波篇） 2.11《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004 三、作业条件 3.1 技术准备 3.1.1焊接工艺经过评定，符合工艺要求。 3.1.2作业指导书编制并审批完成，开工报告审批完成。

3.1.3工程所用的材料到位并验收合格。 3.1.4施工人员及工机具设备到位(特殊工种持证上岗)。 3.1.5施工场地清洁无杂物，具备施工的条件。 3.1.6人员组织机构建立并开始行使职责。 3.1.7 检查该项作业的上道工序应具备的技术条件。 3.1.8 施工技术交底和安全交底完成，且交底与被交底人员进行了双签字 3.2热处理前先决条件 3.2.1热处理操作工必须经过专业培训，并具有相应资质的考核委员会签发的资格证书。 3.2.2所使用的热处理设备运转正常。 3.2.3检测、计量器具已经检查和校验，且在检定的有效期内。 3.2.4施工交底工作已经完成，所有操作和检验人员必须熟悉热处理程序和相应的施工措施中的各项规定和要求。 3.2.5焊后热处理应在施焊工作结束并完成焊接自检和专检合格后进行。四、作业人员及机具配置 4.1作业人员配置、人员资格及职责：

焊后热处理的缺陷及预防

焊后热处理的缺陷及预防 [摘要] 热处理工艺在热处理技术规程中已有了较为完善的说明，但有关实际操作中的资料较少，本文主要介绍了在电力建设施工中由于热处理不正确出现的缺陷以及在实际操作中怎样避免这些缺陷。 [关键词] 热处理缺陷热处理实际操作热电偶固定随着机组向越来越大容量的发展，合金钢大量应用，对焊接热处理的要求越来越高，越来越严格。焊件经不正确的焊后热处理，会产生各种缺陷，有些缺陷可以经过重新热处理予以纠正，但有些缺陷却无法补救而造成废品。常见的缺陷有以下几种： 1、过热 1)特征：焊件在退火状态下的断口上呈现特别粗大的晶粒，在淬火的断口上呈现粗大的马氏体针状结构 2)产生原因：在加热过程中，不严格控制加热工艺所致，如加热温度过高或在高温下的停留时间过长，一般在正火或高温退火工艺中易出现。 3)危害性：粗化的结构，极易出现裂纹，即使不出现裂纹，也会使焊件的强度、塑性、韧性大大降低。 4)预防及纠正：为预防过热，加热温度必须严格控制，同时在高温的停留时间尽量缩短。对过热程度严重的焊件可重复二次退火或正火来纠正。 2、过烧 1)特征：除断口呈现粗大晶粒外，在晶粒间的边界处有熔化或氧化现象，即在晶间集聚着低熔点的杂质或氧化物。 2)产生原因：加热温度过高（大于1300℃）或在高温下保温时间过长。 3)危害性：产生过烧后会使焊件的强度、塑性、韧性急剧降低。 4)预防：必须严格执行热处理规范，且不允许氧化性火焰直接与焊件接触。产生过烧后，焊件无法补救。 3、变形与裂纹 1)特征：焊件的变形与宏观裂纹一般用肉眼可见。 2)产生原因：一是由于焊件的内应力产生，内应力的产生是由于焊件的加热冷却时内外温度不均匀造成体积膨胀或收缩不一致而引起的热应力。二是由于内部A向M转变时体积变化的不均匀性引起的结构应力，当应力超过焊件的屈服极限时发生变形。当超过焊件的强度极限时发生裂纹。 3)危害性：造成返工，增加生产工序，提高了成本，有时还造成焊件的报废。 4)预防：采取措施降低内应力。 4、硬度升高

钢结构焊接中的常见问题及处理方法

传统的时效方法有：热时效、振动时效、自然时效、静态过载时效、热冲击时效等。机架焊接焊接后进行去应力处理，有自然时效处理（时间长，去应力不彻底，）、震动时效（效率高，费用低，只能去除焊接应力的70%左右）人工加热时效（时间短费用较高，能100%去除焊接应力，同时能进行去氢处理）。在冷热加工过程中，产生残余应力，高者在屈服极限附近。构件中的残余应力大多数表现出很大的有害作用；如降低构件的实际强度，降低疲劳极限，造成应力腐蚀和脆性断裂。并且由于残余应力的松弛，使零件产生翘曲，大大的影响了构件的尺寸精度。因此降低构件的残余应力，是十分必要的。采用大型燃油退火炉，进行机架焊后退火处理。采用多点加热、多点温度控制方式，温控采用热电偶自动控制仪表控制加热，使炉内各部温度均匀的控制在退火温度，保证工件的退火，同时能去除焊接过程中渗入焊缝中的H原子，消除了机架焊接件的氢脆。这种工艺具有耗能少、时间短、效果显著等特点。近年来在国内外都得到迅速发展和广泛应用。焊前预热和焊后热处理的范围、目的和方法？？焊前预热和后热是为了降低焊缝的冷却速度，防止接头生成淬硬组织，产生冷裂纹。焊前预热温度一般在100-200度，后热不属于热处理，也是一种缓冷措施，后热的温度在200-300度，有的单纯是为了缓冷，有的是针对消氢处理的，一定的后热温度，能使焊缝中氢扩散出来，不至于集聚导致裂纹。后热保温时间要根据工件厚度来确定，一般不会低于0.5小时的。焊后热处理的就多了，主要分为四种：1低于下转变温度进行的焊后热处理，如消除应力退火，温度一般在600-700之间，主要目的是消除焊接残余应力，2高于上转变温度进行的焊后热处理，如正火，温度在950-1150之间，细化晶粒，改善材料的力学性能，再如不锈钢的固熔、稳定化处理，温度在1050左右，提高不锈钢的耐蚀性能。尤其是抗晶间腐蚀的能力。再如淬火，不同的淬火工艺能得到不同的效果，提高钢的耐磨性，硬度等。3先高于上转变温度进行处理再进行低于下转变温度下的热处理。比如正火加回火，淬火加回火等。4在上下转变温度之间进行的焊后热处理。750-900之间，一些材料的实效强化重结晶退火等。想详细的了解，建议找些书看看。不好讲的太详细。错误之处，大家多多批评！谢谢！钢结构焊接中的常见问题及处理方法（一）产生原因（1）加工件的刚性小或不均匀，焊后收缩，变性不一致。（2）加工件本身焊缝布置不均，导致收缩不均匀，焊缝多的部位收缩大、变形也大。（3）加工人员操作不当，未对称分层、分段、间断施焊，焊接电流、速度、方向不一致，造成加工件变形的不一致。（4）焊接时咬肉过大，引起焊接应力集中和过量变形。5）焊接放置不平，应力集中释放时引起变形。（二）预防措施（1）设计时尽量使工件各部分刚度和焊缝均匀布置，对称设置焊缝减少交叉和密集焊缝。（2）制定合理的焊接顺序，以减少变形。如先焊主焊缝后焊次要焊缝，先焊对称部位的焊缝后焊非对称焊缝，先焊收缩量大的焊缝后焊收缩量小的焊缝，先焊对接焊缝后焊角焊

耐热钢A335-P22材质在施工现场的焊接

耐热钢A335-P22材质在施工现场的焊接摘要 A335-P22（化学成分为－1Mo）是ASME规范的表示方法，在国内表示为12Cr2Mo，属于高温铁素体合金耐热钢。特点是工艺性能良好，对热处理的加热温度不太敏感，焊接性能也较好，具有良好的塑性，具有抗高温、难腐蚀。最大的缺点在焊接工艺中具有淬硬性和再热裂纹倾向。目前，广泛应用于电力、石化行业的超高压蒸汽管道生产工艺中。以天津石化100万吨/年乙烯装置超高压管道为例，对A335-P22材质的合金耐热钢焊接工艺进行分析，以指导现场焊接施工。关键词耐热钢管道焊接性能焊接工艺 1工程概况天津石化100万吨/年乙烯工程100万吨/年乙烯装置，为全国首套大乙烯工程，具有工程量大、施工工期短、施工难度大、技术，质量要求严格等特点。其超高压蒸汽管道采用A335-P22无缝钢管，设计温度538℃，操作温度520℃，设计压力1 ，操作压力11MPa。超高压蒸汽管道主管线贯穿街区主管廊，分散于热区、压缩区、急冷区、冷区，裂解炉区，共计管道延长米公里，共计焊口3300多道。管道规格：Φ*～Φ610*。焊接工作主要为A335-P22同材质焊接。耐热钢焊接作业时间、热处理周期长。高压管道坡口加工、焊接和安装是整个乙烯装置的重点和难点。 2焊接准备工作材料检验 A335-P22无缝钢管在注明标示外，外观与普通的碳钢无缝钢管是一样的，所以在材料的验收、入库、保管、发放，必须严格执行国家的、行业的相关标准、规范及公司的相关规定，认真核对材料的质量证明文件。材料验收、核对材料证明文件需参照表1和表2数值。必须做到材料实物与材料证明相符合，并做上合格标记。根据SH3501的要

钢结构焊接技术交底

钢结构焊接技术交底-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

钢结构安装技术交底记录

4. 焊接作业区环境温度低于0℃时，应将构件焊接区各方向大于或等于两倍钢板厚度且不小于100mm范围内的母材，加热到20％以上后方可施焊，且在焊接过程中均不应低于这一温度：实际加热温度应根据构件的构造特点、钢材类别及质量等级和焊接性能、焊接材料熔敷金属扩散氢含量、焊接方法和焊接热输入等因素确定，其加热温度应高于常温下的焊接预热温度，并由焊接技术责任人员制定作业方案经认可后方可实施。作业方案应保证焊工操作技能不受环境低温的影响，同时对构件采取必要的保温措施。 5．施焊前，焊工应复核焊接件的接头质量和焊接区域的坡口、间隙、钝边等的处理情况。当发现有不符合要求时，应修整合格后方可施焊。 6．焊前应对焊丝仔细清理，去除铁锈和油污等杂质。 7．熔嘴不应有明显锈蚀和弯曲，用前在250℃温度下烘干1h，在80℃左右存放。栓钉和配套使用的瓷环在使用前也应烘烤除湿。 8．焊丝的盘绕应整齐紧密，没有硬碎弯、锈蚀和油污。焊丝盘上的焊丝量最少不得少于焊一条焊缝所需焊丝量。 9．所有焊机的各部件应处于正常工作状态。 10．保证电源的供应和稳定性，避免焊接中途断电和电压波动过大。 11．焊工必须经考试合格并取得合格证良持证焊工必须在其考试合格项目及认可范围内施焊。二、施工工艺 2．1 手工电弧焊 1．适用范围凡电极的送给、前进和摆动三个动作都是靠手工操作来实现的，均称为手工电弧焊。它是熔化焊中最基本的焊接方法，具有设备简单，操作方便灵活等特点。广泛适用于桁架或网架(壳)结构、多层或高层梁、柱、框架结构等工业与民用建筑和一般构筑物的钢结构制作与安装焊接工艺，是目前焊接工业中最墓本、最主要的焊接方法。 2．操作工艺 (1)焊接参数的选择 1)焊条直径的选择焊条直径主要根据焊件厚度选择，一般焊件的厚度越大，选用的焊条直径也越大。参见表7-1。多层焊的第一层以及非水平位置焊接时，焊条直径应选小一点。在同样厚度条件下，平焊用的焊条直径可以比在其他位置用的焊条直径大一些，立、横、仰焊位置的焊条，最大直径一般不

关于焊后消氢及热处理

重要构件的焊接、合金钢的焊接及厚部件的焊接，都要求在焊前必须预热。焊前预热的主要作用如下：（1）预热能减缓焊后的冷却速度，有利于焊缝金属中扩散氢的逸出，避免产生氢致裂纹。同时也减少焊缝及热影响区的淬硬程度，提高了焊接接头的抗裂性。（2）预热可降低焊接应力。均匀地局部预热或整体预热，可以减少焊接区域被焊工件之间的温度差（也称为温度梯度）。这样，一方面降低了焊接应力，另一方面，降低了焊接应变速率，有利于避免产生焊接裂纹。（3）预热可以降低焊接结构的拘束度，对降低角接接头的拘束度尤为明显，随着预热温度的提高，裂纹发生率下降。预热温度和层间温度的选择不仅与钢材和焊条的化学成分有关，还与焊接结构的刚性、焊接方法、环境温度等有关，应综合考虑这些因素后确定。另外，预热温度在钢材板厚方向的均匀性和在焊缝区域的均匀性，对降低焊接应力有着重要的影响。局部预热的宽度，应根据被焊工件的拘束度情况而定，一般应为焊缝区周围各三倍壁厚，且不得少于150-200毫米。如果预热不均匀，不但不减少焊接应力，反而会出现增大焊接应力的情况。焊后热处理的目的有三个：消氢、消除焊接应力、改善焊缝组织和综合性能。焊后消氢处理，是指在焊接完成以后，焊缝尚未冷却至100℃以下时，进行的低温热处理。一般规范为加热到200~350℃，保温2-6小时。焊后消氢处理的主要作用是加快焊缝及热影响区中氢的逸出，对于防止低合金钢焊接时产生焊接裂纹的效果极为显著。在焊接过程中，由于加热和冷却的不均匀性，以及构件本身产生拘束或外加拘束，在焊接工作结束后，在构件中总会产生焊接应力。焊接应力在构件中的存在，会降低焊接接头区的实际承载能力，产生塑性变形，严重时，还会导致构件的破坏。消应力热处理是使焊好的工件在高温状态下，其屈服强度下降，来达到松弛焊接应力的目的。常用的方法有两种：一是整体高温回火，即把焊件整体放入加热炉内，缓慢加热到一定温度，然后保温一段时间，最后在空气中或炉内冷却。用这种方法可以消除80%-90%的焊接应力。另一种方法是局部高温回火，即只对焊缝及其附近区域进行加热，然后缓慢冷却，降低焊接应力的峰值，使应力分布比较平缓，起到部分消除焊接应力的目的。有些合金钢材料在焊接以后，其焊接接头会出现淬硬组织，使材料的机械性能变坏。此外，这种淬硬组织在焊接应力及氢的作用下，可能导致接头的破坏。如果经过热处理以后，接头的金相组织得到改善，提高了焊接接头的塑性、韧性，从而改善了焊接接头的综合机械性能。消氢处理是在300～400度加热温度范围内保温一段时间。目的是加速焊接接头中氢的逸出，消氢处理效果比低温后热更好。焊接后及焊后热处理，焊后及时后热及消氢处理是防止焊接冷裂纹的有效措施之一，对于厚度超过100mm的厚壁压力容器及其他重要的产品构件，焊接过程中，为防止因厚板多道多层焊氢的积聚而导致的氢致裂纹，应进行2到3次中间消氢处理。压力容器设计中对热处理的考虑

新型铁素体耐热钢CB2的焊接及热处理工艺研究 吴富强