T91异种钢焊接
T91钢+1cr18ni9ti钢的小径管异种钢焊接工艺
作者: 郭结英, 焊接技术Read a Recommended Summary
摘要撰写人TsingHua (词语: 300, 浏览次数: 9)
出版日期：2004年6月25日(0 评论)
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1前言
T91钢是上世纪70年代中期美国研制的一种改进型9Cr-1Mo钢,已被ASME标准列为锅炉用钢。该材料具有良好的高温热强性和抗氧化性,在640℃以下它的各种性能和TP3 04H 奥氏体不锈钢比较相似,而价格是TP304H的1/2。目前,已广泛应用于大容量、高参数、超临界电站锅炉受热面管道中,1Cr18Ni9Ti钢在电站工程安装应用较多。我公司承建的西部电厂Ⅱ期23300MW机组锅炉过热器的安装焊接中就遇到了这2种钢材的焊接问题。为此,进行了大量的工艺试验和研究,制定了较合理的工艺参数和焊接工艺,顺利地完成了相应的焊接工艺评定和焊工考试,确保了工程现场焊口质量。2T91钢+1Cr18Ni9Ti钢的焊接性分析2.1T91钢化学成分和性能特点T91钢的化学成分见表1。表1T91钢的化学成分(质量分数)(%)CMnSiCrMoVNiAlNSP0.08～0.120.03～0 .600.02～0.508.00～9.500.85～1.050.06～0.100.40 0.040.03～0.070.010.02T91钢为低硬度马氏体,其Ms点较高,约为3 80℃,强韧性高,高温性能优越,在580～620℃区域许用应力高于一般的热强钢(包括不锈钢)。其常温力学性能见表2。表2T91钢的力学性能常温性能σb/MPaσ0.2/MP aδ(%)冲击吸收功AKV/J硬度HB585～850≥415≥2041(68)≤250 2.2T91钢焊接性分析根据国际焊接学会(IIW)推荐的碳当量计算公式得出:T91的w (C)cq=2.407%,可知,T91的焊接性较差,有较大的淬硬倾向,接头冷裂和脆化是焊接该材料的主要问题,若焊接工艺选择不当或有外加应力,冷裂倾向更大。但由于T91钢C含量低,S,P含量尤其低,具有较好的热强性和韧性,而且是小径薄壁管( 51mm 36mm) 。所以,焊接时要选择合理的焊接工艺参数和适当的焊前预热温度,同时避免强力对口,减少拘束应力,控制焊缝中的氢含量,避免冷裂及脆化出现。2.31Cr18Ni9Ti钢的化学成分、组织和性能1Cr18Ni9Ti钢是铬镍奥氏体型不锈钢,w(Cr)=18%,w(Ni)= 8%。通过加入Ti或Ni,或把w(C)降至≤0.03%达到碳的稳定化,以防止出现晶间腐蚀。加入Mo可提高奥氏体铬镍不锈钢的抗点状腐蚀与裂纹腐蚀能力。增加Ni含量在于增加奥氏体组织的比例,并提高抗
应力腐蚀的能力。因为铬、镍合金元素形成NiO和Cr2O3,阻止了外介质的腐蚀,高温时表现出良好的热稳定性和较高的强度,特别是抗蠕变性能尤其突出。2.4 T91钢+1Cr18Ni9Ti钢焊接过程中存在问题的分析T91+1Cr18Ni9Ti异种钢焊接时,除了母材本身在焊接时易产生的问题外,还要考虑2种钢焊接时的焊接性能问题。2 .4.1焊接时由于母材金属熔化而稀释焊缝金属,稀释程度受焊接方法、接头形式、焊接参数( 焊接电流、焊接速度)、预热温度、焊接操作、材料化学成分等影响。现用舍夫勒图确定这两种钢焊缝组成(图1),焊接时有大约相当数量的a(T91)与b(18-8)熔入熔池。在无焊条金属填充时,这两种钢a与b同等比例混合后的成分,可由舍夫勒图求得,即为图1中的c点。具有点c成分的母材再与成分为d的焊条金属(相当于焊条E1-25-13-15,即25-13 )熔合后,即构成焊缝金属,具体组成应落在c-d连线上并取决于熔合比的大小,由此可知,焊缝具有A+F(即γ+δ)双相组织。假如焊条金属为18-8,其组成与母材b相同,则焊缝金属的组成必在c-b连线上,焊缝易形成马氏体组织,因此采用18-8合金系统是不合理的。2 .4.2过渡层形成及熔合区塑性降低。由于熔池边缘的液态金属温度较低,流动性较差,且液态停留时间较短,机械搅拌作用较弱,导致熔化的母材不能与填充金属充分混合,从而这部分焊缝中母材所占比例较大。因此在毗邻马氏体中一侧(T91)熔合线的焊缝金属中,形成一层与内部焊缝金属成分不同的过渡层。过渡层中的高硬度马氏体组织会使脆性增加、塑性显著降低,从而降低了焊接结构的可靠性。有试验指明,填充金属或焊缝金属提高Cr,Ni当量对凝固过渡层中马氏体的形成有明显影响。048121620242832364032282420161284 w(Ni)eq(%)F+MMA+MAA+FA-M+FM+Facbda-T91钢b-18 -8钢c-a与b等量混合的组成w(Cr)eq(%)图1利用舍夫勒图确定异种钢焊缝组成2 .4.3C的扩散迁移及其对高温性能影响。因为焊接接头是处于高温运行中,由于T91及1C r18Ni9Ti中碳化物形成元素种类和含量不同,尤其Cr含量不同,在高温条件下,Cr作为强烈形成碳化物元素,促使Cr含量低的钢中的C向Cr含量高的焊缝金属中扩散迁移。为了减少碳迁移现象或碳迁移过渡层的宽度,需力求焊缝中存在能增大碳活度系数的元素(如Ni),焊缝中含有一定量Ni可较显著地减少增碳层及脱碳层宽度。2.4.4残余应力的影响。对于电站运行所用的钢种,最关心的物理性能是材料的热膨胀系数和热导性。通过对两者比较可知,奥氏体不锈钢热膨胀系数比马氏体钢要大,而热导率却比马氏体钢小。因此焊接时不仅会产生较大的残余应力,而且在使用中如有循环热作用,还会形成热应力。经试验,即使通过焊后热处理,焊接接头中的残余应力也难以消除。因为在回火加热时产生了应力松弛,但在随后冷却过程中,随着弹性性能的恢复,异种钢焊接接头不均匀的热收缩性会重新产生残余应力,这种残余应力的存在,对工作性能往往是不利的。特别是循环热作用下工作时,由于形成热应力或热疲劳而可能产生裂纹。要避免出现这种情况,则应尽量选用线膨胀系数介于马氏体钢与奥氏
体钢之间的Inconel合金作为焊接材料,可以减轻热应力的产生。而且这类填充金属用于在温度周期变化中工作的过渡接头有两个优点:能容许多种母材稀释而不产生对裂纹敏感的组织;对C的溶解度低,可减少C从低合金钢迁移到焊缝内部。3T91钢+1Cr18Ni9Ti钢的焊接工艺3.1焊接方法及设备采用氩弧焊打底,电弧焊盖面的焊接方法,焊机选用林肯逆变直流焊机INVERTIC-300型。3.2焊接材料选用焊丝WEL-TIG-82, 2.5mm;焊条选用ERNiCr-3, 2.5mm和 3.2mm。3.3焊接预热综合考虑T91钢的焊接性及1Cr18Ni9Ti 钢的特点,决定对焊口进行(100±10)℃的预热处理,预热部位尽量靠近T91母材侧,并严格控制道间温度(≤150℃)。3.4背面充氩T91钢和奥氏体不锈钢合金元素含量都较高,焊接时管内必须充氩保护,才能有效防止根部合金元素烧损,背面氩气流量为9～12L/mi n,充氩装置要有良好的密封性。3.5焊接参数T91钢Cr含量高,焊接电流偏大时,热输入量大,热影响区增大,焊接残余应力也增大,易导致裂纹,据焊接马氏体钢的资料介绍和焊接T9 1方面的经验,焊接热输入宜控制在2300J/cm,并按填充金属材料制造厂推荐的电流种类和范围做了焊前试验。焊接时,应该采用相对较小的焊接参数进行小电流、快速、多层多道焊。焊接工艺参数见表3。表3T91钢+1Cr18Ni9Ti钢的焊接工艺参数(2G位置)层道焊丝牌号焊接方法直径/mm电源极性焊接电流/A电弧电压/V焊接速度/(mm2min-1) 1WELTIG82TIG2.4正接95～10510.5～1220～252～1INCON EL182SMAW3.2负接95～10022～2570～752～2INCONEL182 SMAW3.2负接95～10022～25125～1353.6焊后热处理采用镍基焊接材料,并严格控制道间温度,焊前适当预热,焊后不进行热处理。4施焊要点4.1焊接前,材料应该洁净。焊条应进行烘干,坡口内、外两侧的油污、锈迹等应清理干净。4.2打底焊时,应采用直流正接,保护气体φ(Ar)≥99.95%;焊条电弧焊时,采用直流反接,宜用较小的电流小滴过渡,可减少熔深和降低稀释率。4.3镍合金导热点焊接时,易过热引起晶粒长大,应选用较低的道间温度和较小的焊接电流,焊条不做横向摆动,收弧时应填满弧坑。4.4每层(道)焊缝焊接完毕,应用钢丝刷或砂轮机将焊渣、飞溅等杂物清理干净(尤其中间接头和坡口边缘)。5试验结果评定工艺试验用的管子规格为 51mm36mm,分别在垂直固定(2G)、水平固定( 5G)位置焊接。焊接层次为2层,盖面层焊2道,各焊制3个试样。按《火力发电厂锅炉、压力容器焊接工艺评定规程》要求,分别进行外观检查、射线探伤、断口检查、拉伸试验、弯曲试验、金相微观检验。经γ射线检测,在2G 位置焊接的3个试样均未发现缺陷,评定为Ⅰ级;断口检查均合格。在5G位置焊接的3个试样,除试样1经γ射线检测发现4mm长条孔缺陷,评定为Ⅱ级外,其它均为Ⅰ级;断口检查中,试件2发现 1.2mm31mm夹渣,合格。力学性能试验结果:在2G位置焊接的试件1抗拉强度为617.82MPa,试件2抗拉强度为625MPa; 在5G位置焊接的试件1抗拉强度为615.71MPa,试件2抗拉强度为614.32MPa ,均断于母材。弯曲试验(面弯,背弯50°)均未发现
裂纹。金相微观检查,T91侧母材、热影响区均为回火索氏体;熔合区均为奥氏体+δ铁素体;1Cr18Ni9Ti侧,母材为奥氏体,热影响区为奥氏体+细小δ铁素体。各项性能指标及金相组织结构均符合有关规程的要求,证明选用的焊接工艺是可行的。6工程应用根据以上焊接工艺,在深圳西部电厂Ⅱ期23300MW机组安装工程中共完成焊口160余个,焊口不仅外观质量优良,而且经100%无损检验,焊口一次检验合格率达到了97.2%。7结论(1)对于T91+1Cr18Ni9Ti 的异种钢焊口
不锈钢的表面状态通常是根据其经过的生产线来决定。
DD：热轧白卷经冷轧作业后再通过退火酸洗线后不锈钢表面，DD通常也写成2D；
BB: DD表面的不锈钢卷在经过表面平整处理（skin pass mill）后表面，BB通常也写成2 B;
BA: 热轧白卷经冷轧作业后通过光亮退火（即无氧化退火）保持轧制的光亮表面；
4B: BB表面不锈钢带在研磨生产线将一面进行研磨，成为NO.4表面，另一面保持BB表面状态；
NO.1:热轧黑皮卷经热退火酸洗线后的表面状态，即热轧白卷。
异种钢焊接方案11
发放编号文件编号 山东胜星化工150万吨常减压装置 异种钢焊接 焊接方案 山东淄建集团工业设备安装分公司 2014-07-22
焊接（方案）报审表
1、适用范围 本作业指导书适用于减压塔到减压炉DN800复合管与不锈钢管焊接作业。 2、引用标准 DL/T 869—2004《火力发电厂焊接技术规程》 DL/T 868—2004《焊接工艺评定规程》 DL/T 679—1999《焊工技术考核规程》 DL/T 820—2002《管道焊接接头超声波检验技术规程》 DL/T 821—2002《钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程》 JB3223-96《焊条质量管理规程》 DL5009.1-2002《电力建设安全工作规程》 3、编写依据 相关图纸及说明 公司《焊接工艺评定》 4、工程概况 4.1工程简介 本工程位于广饶大王，150万吨常减压装置 5、作业准备和条件 5.1人员 5.1.1施焊人员 施焊人员必须经培训考试合格，持有相应项目的合格证，焊前进行相应的仿样合格。 5.2焊接工、机具 5.2.1焊机 焊机选用ZX7－400S型逆变弧焊整流器。 5.2.2焊接工具 焊枪选用QQ—85°/150A型。 氩气减压器选用AT—15型。 5.3焊接材料 5.3.1焊条和焊丝 焊工凭班（组）长、技术员填写的焊接任务单到材料库领取焊接材料。合金焊接材
料需经焊接技术人员或质检人员签字方可发放。 焊条使用前应按照说明书的要求进行烘焙，并且重复烘焙次数不得超过2次；焊条领用后应装入保温筒，随用随取，保持焊条的温度和干燥度。 领取焊条时要求认真检查焊条外观，不得使用药皮破裂或药皮脱落的焊条；并核实所领用的焊条是否与焊接任务单上的一致。 当班未用完的焊条要求交回材料库统一保管。严格执行焊接材料发放和回收的有关规定。 5.3.2氩气 所用氩气的纯度不得低于99.95%。氩气瓶集中放置在专用的瓶架上。 氩气皮管布置整齐、不影响通道，同时要防止人员、机具和材料挤压氩气皮管，以免影响氩气保护效果。 5.3.3钨极 选用铈钨极，牌号为Wce-20，规格为2.0mm。 5.4焊前准备 氩气瓶、焊接设备必须尽量靠近施焊位置，以利焊工操作，为保证焊接质量、节约氩气创造条件。 焊工上岗前领取氩气皮管、工具包、焊条保温筒、焊接清理工具如榔头、錾子和钢丝刷等。 焊工还需配备专用扳手和防护眼镜。 施焊前准备钨极，钨极放入专用的钨极盒内。 检查焊枪和氩气皮管是否漏气。 氩气减压器、焊机电流表和电压表等必须符合公司计量管理的要求。 5.5防风、防雨措施 由于施工区域多雨、多雾，风大，必须采取相应的防风、防雨措施；高温天气作业时，防止气瓶爆炸。 5.6焊前清理 厂家供应的设备应检查坡口是否符合要求，是否在运输过程中被损坏。焊前必须将坡口和坡口两侧10~15mm范围内的铁锈、油、漆、污垢等清理干净，直至发出金属光泽。 要求坡口处母材无裂纹、重皮、坡口损伤及毛刺等缺陷，用手触摸光滑不刮手。
15CrMo与20#异种钢管状对接氩弧焊焊接工艺评定
xxx 公司 焊接工艺评定 编号: PQR124-GTA–WⅣ1/I1-3.5 编制: 审核: 批准: 目录 焊接工艺评定报告（共 3 页）焊接工艺指导书（共 2 页）
日期 V 60 1 与 相焊 20 I-1 C Si S Cr Mn P Ni Mo V Ti Nb .5 .1 .5 .3 焊丝 焊条 焊接工艺指导书 共 2 页 第1页 xxx 公司 单位名称 : 焊接工艺指导书编号 （WPS ）: 焊接工艺评定报告编号 : HZ124 2001.3.5 HP124 焊接方法 : 机械化程度 （ 手工、半自动、自动 手工 GTAW 焊接接头 : 简图: （接头形式 坡口形式与尺寸 焊层 焊道布置及顺序 管状对接 坡口形式 : 其他: 母材 : 标准号 钢号 组别号 15CrMo GB6479 Ⅳ-1 标准号 钢号 组别号 GB8163 厚度范围 : 母材 : 对接焊缝 角焊缝 管子直径 壁厚范围 : 角焊缝 不限 1.5～7.0mm 焊缝金属厚度范围 : （对接焊缝 ） SMAW SAW 角焊缝 不限～ 7.0 GTAW GMAW 其他 焊接材料 : 焊材类焊丝 /焊焊材牌号（钢 TIG-R30L 填充金属尺 φ2.0 焊材型 焊材标 GB/T14957 焊材烘干温 焊材恒温时 其他 耐蚀堆焊金属化学成分 （%）: 其他 衬垫 （材料及规格 ）: 无 类别号 Ⅳ 类别号 I 1.5 ～2.0
背面保护气 焊接电流范围 (A): 60～75 电弧电压 (V): 10～ 14 (按所焊位置和厚度 ,分别列出电流和电压范围 , 记入下表 ) 焊道/焊层 焊接方法 填充材料 焊接电流 电弧电压 (V ) 焊接速度 (cm/min) 线能量 ( kJ/cm) 牌号 直径 极性 电流( A ) 1/1 GTAW TIG-R30L φ2.0 DCEP 60～75 10～14 6～8 6000.00 1/2 GTAW TIG-R30L φ2.0 DCEP 60～75 10～14 6～8 6000.00 钨极类型及直径 : 铈钨 φ 2.0 喷嘴直径 (mm): φ10.0 熔滴过渡形式 : ___________________________________ 焊丝送进速度 (cm/min): 技术措施 : 摆动焊或不摆动焊 : 摆动 摆动参数 : 微摆 电特性 : 电流种类 : 直流 极 性 : 正接 焊前清理和层间清理 : 砂轮机 ,钢丝擦 ,清渣锤 背面清根方法 : 焊接位置： 焊后热处理 : 对接焊缝的位置 垂直固定 温度范围 (℃ ) 第2页 焊接方向 : (向上、 向下 ) 保温时间 (h) 角焊缝位置 焊接方向 : (向上 向下 ) 预热: 气体 : 预热温度 ( ℃ ) ( 允许最低值 ) 室温 气体种类 混合比 流量 (L/min) 层间温度 ( ℃ ) ( 允许最高值 ) ) 保护气 Ar 9.0 保持预热时间 尾部保护气 加热方式 单道焊或多道焊 (每面 ): 单道焊 单丝焊或多丝焊 : 单丝焊 导电嘴至工作距离( mm ): 锤击 : 不锤击 其他: 编 制 日 期 审 核 日 期 批 准 日 期
工程项目焊接工艺评定细则
版次日期章节页码修改范围及依据 Rev. C Rev.D Rev.E 1999.4.16 2001.8.3 全部 1 3 5 6.3 6.4 7.2 5.2 6.6 附录A 附录B 附录C 全部 全部 4/10 4/10 4/10 5/10 5/10 4/10 5/10 6/10 7/10 8/10 9/10 10/10 全部 根据业主监查意见和SEPC管理评审 报告对组织机构名称进行修改,并将 WP改为QWP。 对此条内容进行了补充。 增加“BSEN288”一条。 对此条内容进行了修改。 对此条内容进行了修改。 对此条内容进行了修改。 对此条内容进行了补充完善。 对此条内容进行了补充完善。 增加该条。 对此条内容进行了补充完善。 对此条内容进行了补充完善。 对此条内容进行了补充完善。 对此条内容进行了补充完善。 增加该条。 根据业主监查意见修改 SEPCO 修改记录
目录 1. 目的 2. 范围 3. 定义 4. 相关文件 5. 职责 6. 程序 6.1焊接工艺评定项目的确定 6.2 工艺评定的实施 6.3 检验和试验 6.4 焊接工艺评定的批准 7. 记录 8. 附录
1. 目的 根据常规岛安装合同的要求，SEPC应对现场使用的焊接程序进行工艺评定，对材料（母材和填充材料）和焊接方法进行验证，由于对“一核”中所做的工艺评定进行了转移，在岭澳CI安装上只需对新出现的材料和新工艺进行评定。 2. 范围 常规岛安装中的碳钢、铬钼合金钢、不锈钢及三者之间的异种钢焊接的 焊接工艺等，及常规岛中出现的新的焊接钢种和新的焊接工艺。 3. 定义 无 4. 相关文件 BSEN288 金属材料焊接工艺及评定 BS2633 碳素钢管道电弧焊焊接Ⅰ级焊缝 BS2971 碳素钢管道电弧焊焊接Ⅱ级焊缝 BS4677 不锈钢管道焊缝 BS5500 不受明火加热的熔解焊压力容器 BS2910 钢管熔化焊对接接头射线探伤 BS6072 磁粉探伤 BS6443 渗透探伤方法 BS709 金属焊缝的破坏性试验标准 5. 职责 5.1 焊接工程处负责试件的准备加工及工艺评定的实施。 5.2 QC部负责编制焊接工艺评定质量计划和检查监督以及工艺评定试件验 证。 5.3 NDE负责试件的无损检验工作 6. 程序 6.1焊接工艺评定项目的确定 由焊接工程师根据工程需要确定焊接工艺评定项目（见附录A）。根据已了解的同类型材料工艺评定的经验和有关焊接技术资料编写焊接工艺初 稿（PWPS），并负责准备焊接工艺评定记录表和试验记录表（附录B）。
常用异种钢焊接选用的焊接材料38282
常用异种钢焊接选用的焊接材料 接头钢号 焊条电弧焊钨极氩弧焊埋弧焊CO 2 气体保护焊型号牌号牌号焊丝钢号焊剂型号焊剂牌号焊丝钢号 Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、10、20、20g、20G、20R与16Mn、16MnR E4303 E4315 （GB/T5117） J422 J427 TIG—J50 TG—50 H08MnSiA H08A H08MnA （GB/T14957） HJ401—H08A （GB/T5293） HJ431 H08MnSiA （GB/T14958） Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、10、20、20g、20G、20R与15MnVR、15MnNbR、 20MnMo E4315 E5015 （GB/T5118） J427 J507 H08Mn2SiA H10MnSi （GB/T14957） H08MnA （GB/T14957） HJ401—H08A （GB/T5293） HJ431 H08Mn2SiA （GB/T14958） Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、10、20、20g、20G、20R与13MnNiMoNbR、18MnMoNbR、20MnMoNb、07MnMoVR E4315 E5015 （GB/T5118） J427 J507 H08Mn2SiA H10MnSi （GB/T14957） H08MnA （GB/T14957） HJ401—H08A （GB/T5293） HJ431 H08Mn2SiA （GB/T14958） Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、10、20、20g、20G、20R与12CrMo、12CrMoG、15CrMo、15CrMoG、15CrMoR、14Cr1Mo、14Cr1MoR、12Cr1MoV、12Cr1MoVG E4315 E5015 （GB/T5118） J427 J507 H08Mn2SiA H10MnSi （GB/T14957） H08MnA （GB/T14957） HJ401—H08A （GB/T5293） HJ431 H08Mn2SiA （GB/T14958）E309—15 （GB/T983） A307 Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、10、20、20g、20G、20R与12Cr2Mo、12Cr2MoG、12Cr2Mo1、12Cr2MoR、 E309—15 （GB/T983） A307 H1Cr24Ni13 HJ260 Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、10、20、20g、20G、20R与1Cr5Mo E4315 （GB/T5118） J427 H10MnSi （GB/T14957） H08MnA （GB/T14957） HJ401—H08A （GB/T5293） HJ431 H08Mn2SiA （GB/T14958）E309—15 （GB/T983） A307 H1Cr24Ni13 HJ260
异种钢焊接技术标准4.
第四部分异种钢焊接技术标准 目次 前言 (1536) 1范围 (1538) 2引用标准 (1538) 3一般规定 (1538) 4焊前准备 (1540) 5钢材和焊接材料 (1541) 6焊接工艺_ (1541) 7焊后热处理 (1545) 8质量检验 (1545) 9技术文件 (1546) 1范围 本标准规定了在火力发电厂承压部件的设计、制作、安装和检修工作中，以及在火力发电厂承压部件上焊接非承压件时，奥氏体钢、马氏体钢、贝氏体钢、珠光体钢之间的异种钢焊接技术要求。 本标准适用于采用手工电弧焊、手工钨极氩弧焊、等方法 2引用标准 本标准依据DL/T752-2001制定 3一般规定 3．1 焊接人员 参加异种钢焊接工作的焊接人员应符合DL5007和DL／I'679的要求，并取得相应的工作资格。 金相和光谱检验人员应取得电力行业相应的检验资格。焊工在分别取得异种钢两侧钢材、规格、相应位置和焊接材料的焊接合格证之后，经培训考核合格，方可上岗施焊。3．2钢材组合与焊缝分类 3．2．1根据钢材供货金相组织形态，异种钢焊接分为3类6组：A类异种钢接头的一侧为奥氏体钢，另一侧为其他组织形态钢种；M类异种钢接头的一侧为马氏体钢，另一侧为非奥氏体的其他组织形态钢种；B类异种钢接头的一侧为贝氏体钢，另一侧为珠光体钢，其主要组合见表1。
表1异种钢焊接接头分类表 3．3材料 3·3·1母材和焊接材料的规格、型号和其他技术要求应符合合同规定的设计文件的规定，并具有出厂合格证明书和质量保证书。 3·3·2施工前应对材料按其标准进行检查验收，对材质有怀疑时，应按规定进行复验，合格后方可使用。 3．4焊接设备和检验器具 3·4·1焊接设备、热处理设备和检测器具应具有标有计量等级的出厂合格证， 量的计量器具应具有有效的定期检定证明。 3·4·2焊接设备、热处理设备应具有参数稳定、调节灵活和安全可靠等性能。 3．5焊接工艺 3·5·1焊接前，应根据母材的焊接性、结构特点、设计要求，按照有关工艺评定的规定进行焊接工艺评定。 3.5.2应进行焊接工艺评定，并在焊接工艺评定合格的基础上，结合施工现场的条件编制焊接工艺指导书。焊接工艺指导书的主要内容是： a)坡口型式、尺寸和加工方法及防污、防锈要求； b)对焊接方法、焊接设备及焊接材料的要求； c)定位焊及装配要求； d)预热方法及规范，层间温度控制； e)焊接规范； f)焊道和层数安排及作业时间的控制要求，连续焊接要求以及被迫中断焊接时的对应措施； g)焊缝层间清理要求； h)后热和焊后热处理方法和规范； i)质量检验项目、标准以及返修规定。 3．6质量要求 异种钢焊接接头质量要求应符合DLS007对I类焊缝质量要求的规定。 3．7安全要求 异种钢焊接工作(包括焊接、热处理和检验)必须遵守有关安全、环保、定。 3．8技术档案 异种钢焊接的技术资料应作为焊接工程技术资料的组成部分，防火规程的规按有关规定收集、记录、整理和归档。 4焊前准备 4．1焊缝布置 4．1．1异种钢焊缝的设置应满足设计及有关规程对锅炉受热面管子、管道焊缝位置的要求。
异种钢焊接三种匹配
不同匹配SA335P91/12Cr1MoV异种钢接头力学性能研究/Study on the mechan ical properties of welded joints o f Heterogeneous steels (SA335P91 a nd 12Cr1MoV) 随着电力工业的迅速发展，我国火电机组现在主要为300MW，600MW级的亚临界压力机组。在主蒸汽运行温度为540℃和工作压力为16MPa或24MPa时，采用传统的12Cr1MoV耐热钢已经不能满足使用要求，目前广泛采用进口的SA335P91钢，虽然SA335P91钢能够满足生产实际要求，但价格昂贵，生产中必然面临SA335P91/12Cr1MoV异种钢的焊接问题。目前生产中通常采用低匹配(焊接材料的强度与低强度12Cr1MoV母材的强度相近为低匹配)，中匹配(所选用焊接材料的强度介于两侧母材强度之间为中匹配)和高匹配(所选用焊接材料的强度与高强度SA335P91母材的强度相近为高匹配)进行施工，三种匹配哪种更佳是生产中最为关心的问题，所以合理评估三种匹配的性能无疑具有非常现实的意义。通过用光学显微镜、扫描电镜、电子拉伸、示波冲击、硬度等试验方法对SA335P91/12Cr1MoV异种钢高、中、低三种匹配的焊接接头的组织和性能进行了系统地研究，结果表明： SA335P91/12Cr1MoV异种钢三种匹配的焊缝组织均为回火索氏体，SA335P91母材组织为回火索氏体，12Cr1MoV母材组织为铁素体＋珠光体。三种匹配的12Cr1MoV一侧的近缝区有脱碳层，其相对应的焊缝金属有增碳层，低匹配脱碳层窄，中匹配脱碳层较宽，高匹配脱碳层最宽。三种匹配的焊接接头焊缝金属的维氏硬度均高于两侧母材，高匹配的力学性能不均匀程度最严重，其次为中匹配、低匹配。三种匹配的异种钢焊接接头室温具有良好的塑性，随着温度的增高，三种匹配焊接接头的屈服强度、抗拉强度均降低，断面收缩率和延伸率均上升，静力韧度下降，其中高匹配的静力韧度下降最为显著。低匹配、中匹配、高匹配的异种钢焊接接头其焊缝金属的脆性转变温度(FATT)分别为7 8℃、79℃、91℃。SA335P91/12Cr1MoV异种钢高、中、低三种匹配的焊接接头的综合性能为低匹配焊接接头最佳、中匹配次之、高匹配最差。
1Cr13不锈钢与Q235碳钢的异种钢焊接技术
1Cr13不锈钢与Q235碳钢的异种钢焊接技术 摘要：1Cr13不锈钢与Q235碳钢的焊接属于异种钢焊接，而1Cr13不锈钢的焊接性较差，焊接接头容易出现裂纹缺陷。在工程实践中通过认真分析，选用合适的焊接材料和焊接工艺，避免了缺陷的产生。 关键词：不锈钢；碳钢；焊接 1前言 在石家庄岗黄水库供水二期工程中，检修闸门门槽主轨设计采用的结构是断面为40×60mm的1Cr13不锈钢焊接固定在厚度为50mm的Q235钢板上。由于两种材料的热导率和线膨胀系数有很大差异，为了保证焊接质量，认真分析了两种材料的焊接性能及存在的问题，并据此制定了具体的焊接工艺措施。 2焊接性能分析 1Cr13不锈钢和Q235碳钢的化学成分及物理性能如表1、2所示。 1Cr13不锈钢的Cr含量在11．5％～13．5％，同时匹配有不大于0．15％的C，Cr本身能增加钢的奥氏体稳定性，加入碳后经固熔再空冷会发生马氏体转变，因此1Cr13不锈钢焊缝和热影响区焊后状态的组织为硬脆的马氏体组织。另外，1Cr13的碳当量约为2．76％，因此它的焊接性较差。由于1Cr13不锈钢的导热性较Q235碳钢差，焊接残余应力较大，加之本闸门主轨的刚度较大，所以从高温直接冷却到100～120℃以下时很容易产生冷裂纹。由于焊接热循环的作用，1Cr13不锈钢有较大的过热倾向，晶粒易粗化，热影响区会出现粗大的铁素体和炭化物组织，塑性降低，冷却时能引起脆化，如果再有氢的作用，冷裂纹的倾向就更加明显。
3焊接中的主要问题 由于1Cr13不锈钢和Q235碳钢化学成分差异很大，因此它们的焊接属于异种钢焊接，要在熔焊的条件下获得可靠的焊接接头存在许多问题。 3．1热导率和比热容的差异 金属的热导率和比热容强烈地影响着被焊材料的熔化、熔池的形成，以及焊接区温度场和焊缝的凝固结晶。1Cr13不锈钢热导率约为Q235碳钢的一半，这么大的差异可使两者的熔化不同步，熔池形成和金属结合不良，导致焊缝结晶条件变坏，焊缝性能和成形不良。 3．2线膨胀系数的差异 由于1Cr13不锈钢与Q235碳钢的线膨胀系数不同，造成它们在形成焊接连接之后的冷却过程中，焊缝两侧的收缩量不同，导致焊接接头出现复杂的高应力状态，进而加速裂纹的产生。 3．31Cr13不锈钢和Q235碳钢焊接时同样存在焊缝稀释和形成过渡层的问题，导致Q235碳钢一侧焊缝形成脱碳层而1Cr13不锈钢一侧形成增碳层，随着扩散的持久，使Q235碳钢一侧的含碳量降低，变成了铁素体组织，并使焊接接头的焊缝组织成为奥氏体加铁素体。 4焊接工艺措施 为了获得无裂纹的焊接接头，应尽量避免焊接接头熔合线组织与焊缝金属的不一致性，使1Cr13不锈钢一侧没有显著的稀释现象，在工艺上采取了以下措施： 4．1正确选择焊接材料 1Cr13不锈钢与Q235碳钢焊接接头的焊缝金属化学成分主要取决于填充金属。为了保证结构使用性能的要求，焊缝金属的成分应力求接近于其中一种钢的成分。为了尽量减小构件的焊接变形，采取了两名电焊工对称焊接的手工弧焊方法，焊条选用E5015（或E309），焊缝金属的Cr当量为5％～6％，经回火处理后具有良好的力学性能。 4．2预热温度和层间温度
异种钢焊接
异种钢接头的焊接 1.异种钢接头定义。异种钢接头主要包括两方面概念：即不同组织（重点指奥氏 体和非奥氏体钢）钢之间的焊接；不同强度等级、不同化学成分（其组织基本类似）钢之间的焊接。其中不同组织钢材之间的焊接难度最大。 2.奥氏体和非奥氏体异种钢焊接主要有三个问题： 焊接时母材的稀释：由于母材的稀释，会出现对裂纹相当敏感的马氏体组织。例如当低碳钢、低合金钢和不锈钢焊接时，若用一般不锈钢焊材，由于焊缝金属被低碳钢或低合金钢稀释，往往会产生奥氏体和马氏体组织，而熔合线附近，会产生马氏体带；若用低碳钢或低合金钢焊材，不锈钢一侧被稀释部分及焊缝金属会产生马氏体和奥氏体组织，从而引起开裂的危险。 焊接残余应力和热应力：在焊接热循环或使用温度下，由于两种材料抗膨胀系数和导热性不同（或热膨胀系数和导热性近似，但由于强度等级不同而带来的形变差异）引起的热应力，焊接后残余应力较大且在热处理后不能消除。碳钢、低合金钢和珠光体耐热体的热膨胀系数大体相同，而奥氏体不锈钢热膨胀系数比碳钢等材料大30~50%，而导热系数却只有碳钢等材料的1/3。 碳扩散：当铁素体钢和奥氏体钢焊接后，焊接接头重复加热或高温使用时，在铁素体钢一侧，由于碳原子的迁移（扩散），使含碳量减少而形成软化带，而在奥氏体钢一侧却由于碳的过剩而形成硬化带，对于焊接碳稳定化元素不同的材料时，也应注意高温运行条件下的脱碳影响。 上述三个问题的综合作用的结果是：整个异种钢焊接接头是一个成分、组织和性能严重不均的非均匀体，是构件的局部薄弱地带，这种非均匀体在力学检验和运行中均会出现应力、变形集中和失效的局域化，因此在选择焊接材料时，要充分考虑其焊接工艺性、常温力学性能和长期运行性能，更重要的是要考虑其长期运行性能。 3.异种钢接头焊接材料的选择 不同强度等级铁素体或珠光体类型钢之间焊接：包括低合金高强度钢（18MnMoNbg等）与碳钢、一般耐热钢（12Cr1MoV等）与碳钢、高合金耐热钢（SA-213 T91等）与碳钢、一般耐热钢（12Cr1MoV等）与高合金耐热钢（SA-213 T91
异种钢的焊接
异种钢的焊接 摘要：本文介绍了采用手工钨极氩弧焊（GTAW ）进行SA234WPB 与SA182-F304L 钢的焊接，对产生缺陷的原因进行了分析，并提出了改进意见。 关键词： 异种钢 焊接 GTAW 焊 前言 在秦山坎杜核电站1#、2#堆的管道安装中有两个重要系统：33410（停堆冷却系统）、34320（堆芯应急冷却系统），这两个系统上的管道与流量孔板连接的异种钢接头共有48道焊口要进行焊接。所有管道或管件材料为SA106GR.B 或SA234WPB ，流量孔板的材料为SA182-F304L ，其公称直径及壁厚分别为10″（273mm ）×0.718″（18.24mm ）和12″（324mm ）×0.843″（21.41mm ）。根据现场的实际安装情况，要求全部采用手工钨极氩弧焊（GTAW ）进行该对接接头（坡口为V 、J 型见图1）的根部打底焊接，所焊的焊口背面必须采用氩气（Ar ）进行保护。焊缝级别为核一级，且全部要求100%PT 、100%RT 和100%UT 检验，并执行美国ASME 标准。以下只叙述SA234WPB 和SA182-F304L 钢的焊接。 1. 焊接性 通过对资料的查找得知SA182-F304L （UNS ：S30403）属于奥氏体不锈钢，相当于国内材料00Cr19Ni10；SA234WPB 属于中、高温锻制碳钢，相当于国内材料22g 。SA234WPB 与SA182-F304L 钢的焊接相当于碳钢与不锈钢的焊接，也就是珠光体钢与奥氏体钢的焊接。 接头及坡口形式：对接接头，坡口为J 型 和V 型（由于特殊原因有些改成该型），见图1。 根据设计要求所采用的焊接材料：焊丝为ERNiCr-3（φ3.2mm ）相当于因康镍82，焊条为ENiCrFe-3（φ2.4mm ）相当于Ni307A （外方只提供该直径焊条、丝）。其母材、焊材的化学成分及力学性能见表1、表2。 由于两种钢在化学成分、金相组织和力学性能方面相差甚远，在焊接时会出现下列问题： （1） 焊缝金属的稀释 由于在珠光体钢与奥氏体钢焊接时碳钢一 侧奥氏体焊缝中的母材熔入比例及合金元素浓度的变化，使得焊缝内某点距熔合线的相对距离，一般过渡层的总宽度约为0.2～0.6mm 。焊缝靠近熔合区处的稀释率很高，铬、镍含量极低， 图1
管板异种钢焊接工艺评定 毕业论文
目录 第一章绪论 (2) 1.1焊接技术概述 (3) 1.2现代焊接的特征 (3) 1.3异种材料焊接的发展 (4) 1.4异种材料焊接的方法 (4) 1.5异种材料焊接的工艺特点 (5) 第二章0Cr18Ni9Ti与20MnMo钢的焊接性 (6) 2.10C R18N I9T I的化学成分及力学性能介绍 (6) 2.20C R18N I9T I焊接性分析 (7) 2.30C R18N I9T I焊接缺陷的分析 (10) 2.420M N M O的化学成分和力学性能 (14) 2.5合金元素对20M N M O性能的影响 (15) 2.620M N M O的焊接性分析 (16) 2.720M N M O焊接缺陷的分析 (21) 第三章焊接方法的选择 (23) 3.1焊接方法及焊材选择 (23) 3.2焊前准备 (24) 3.3预热和焊后热处理 (25) 3.4焊接工艺参数的选择 (25) 第四章焊接检验 (26) 4.1焊接前的检验 (27) 4.2焊接过程中的检验 (27) 4.3焊后成品检验 (28) 4.4焊缝返修和合格焊缝 (28) 结论 (29) 致谢 (30) 参考文献 (31)
第一章绪论 在科学技术飞速发展的当今时代，焊接已经成功地完成了自身的蜕变。很少有人注意到这个过程何时开始，何时结束。但它确确实实地发生在过去的某个时段。我们今天面对着这样一个事实：焊接已经从一种传统的热加工技艺发展到了集材料、冶金、结构、力学、电子等多门类科学为一体的工程工艺学科。而且，随着相关学科技术的发展和进步，不断有新的知识融合在焊接之中。 1.1 焊接技术概述 焊接是一种将材料永久性的连接，并成为具有给定功能结构的制造技术。几乎所有的产品，从几十万吨巨轮到不足１克的微电子元件，在生产制造中都不同程度地应用到焊接技术。焊接已经渗透到制造业的各个领域，直接影响到产品的质量、可靠性和寿命以及生产的成本、效率和市场反应速度。 近年来，焊接已由一个单一的加工工艺发展成为有科学基础有广泛应用范围和前景的焊接工程和焊接产业，在这些产业中，焊接在其中占有重要地位，是决定其产品使用安全的关键。有些直接出焊接产品或在现场装焊接后投入使用，有些是作成主体结构然后在其上安装动力和机电设备后应用，有焊接结构的质量和安全保证在整体结构设计合理的情况下，主要决定与焊接联结部位的结构、材料匹配、工艺设计、先进的焊接制造工艺及设备和准确的无损检测技术，这些都决定了焊接联结部位的的内在和外观质量，形成了分布在各工业和基础设施建设部门各具特色的焊接结构行业，同时也形成了结构焊接需要的焊接设备行业和焊接材料行业。这些行业是互相关联促进的行业。焊接结构已有日新月异的发展:在装备制造业结构中用焊接结构局部或全部代替铸件或锻件结构和由局部铸件或锻件焊接成组合结构是大重型结构发展的方向，可大大节约大型铸锻车间及其设备的基本建设投资和生产过程的能源消费，同时还可缩短生产周期;在各种建筑行业广泛采用钢质焊接结构代替钢筋混凝土结构，可达到大跨度、轻自重、工厂造、设计优、工程在建周期短、环境污染少，基础费用省，折除后材料可循环使用，因而符合目
异种钢焊接的特点及工艺
异种钢焊接的特点及工艺 摘要：由于异种钢接头两侧的母材无论从化学成分上还是物理、化学性能上都存在着差异，因此，焊接时，要比同一种钢自身之间的焊接要复杂得多。正确地选用焊材是焊接异种钢的关键，焊接接头的质量和使用性能与所选用的焊材密切相关。本文通过对异种钢焊接的特点及工艺的描述，以供同行业参考。 关键词：异种钢焊接特点工艺 一、异种钢焊接概述及其焊接特点 1.异种钢焊接概述 两种牌号不同的钢之间的焊接称之为异种钢焊接，它是属于异种金属焊接中应用最为广泛的一类接头。对于异种钢焊接接头又可分为两种情况，第一类为同类异种钢组成的接头，这类接头的两侧母材虽然化学成分不同，但都属于铁素体类钢或都属于奥氏体类钢；第二类接头为异类异种钢组成，即接头两侧的母材不属于同一类钢，例如一侧为铁素体类钢，另一侧为奥氏体类钢（如奥氏体不锈钢）。对于母材都属于铁素体类钢，其焊缝采用奥氏体不锈钢焊条或镍基焊条焊接的接头，也属于第二类接头。 2.焊接特点 2.1预热、缓冷、焊后热处理，特别是针对中厚板、拘束力较大的焊接，采用一定温度的预热、缓冷以及焊后消应力热处理的措施，可以有效地减小焊接应力，降低冷裂倾向。 2.2焊缝金属化学成分的不均匀，熔焊时，焊缝是由局部熔化的母材和熔化的焊条金属形成，不同的坡口型式和焊接参数，熔合比也不同，为确保焊缝金属成分的稳定性，防止焊缝因熔合比过大在熔合区产生马氏体组织，因此在焊接时要控制焊接参数等，减小熔合比的影响。 2.3熔合区碳的迁移，异种钢焊接在焊后热处理后往往会在低合金钢侧母材上形成脱碳层，高合金钢侧形成增碳层，导致熔合区接头的塑性下降，硬度增加，可能在熔合区产生破坏，所以在异种钢焊接时，采用隔离层堆焊，防止碳迁移现象。 2.4熔合区应力的形成，由于异种钢焊接两种金属的线膨胀系数不一样，焊接时可产生较大的残余应力，这种应力即使通过消应力热处理也无法消除，而熔合区这个薄弱地带往往受到这个应力的影响，极易在此附近造成焊接接头的破坏，所以我们要控制这种异种钢的焊接接头，可采用隔离层堆焊后用同种钢焊条焊接则接头的性能可大为改善。 二、异种钢焊接工艺要点 1.焊材选择 正确地选用焊材是焊接异种钢的关键，焊接接头的质量和使用性能与所选用的焊材密切相关。异种钢接头的焊缝和熔合区，由于合金元素被稀释及碳的迁移等原因存在一个过渡区，过渡区中不但化学成分、金相组织不均匀，而且物理性能、力学性能等通常也有很大差异，可能会引起焊接缺陷（如裂纹等）或严重降低性能。为此必须按照母材的成分、性能、接头形式和使用要求等来正确选用焊材。其焊材选用的基本原则有以下几点： 1.1在焊接接头不产生裂纹等缺陷的前提下，若焊缝金属的强度和塑性不能兼顾时，则应选用塑性和韧性较好的焊材。
异种钢的焊接要点
异种钢的焊接 第一节焊接接头的特点、成分、和组织的控制 一，焊接接头的特点 异种钢焊接接头和同种钢焊接接头有本质差异，主要是熔敷金属与两侧焊接热影响区和母材存在的不均匀性，主要有： 1.化学成分不均匀。这是因为在焊接加热过程中，两侧母材的熔化量，熔敷金属和母材熔化区的成分因“稀释”作用会发生变化。接头区的成分不均匀程度不仅取决于母材、填充金属各自的原始成分，也受焊接工艺的影响，易采用小电流、浅熔深。 2.组织的不均匀性。在焊接热循环的影响下，接头内的各区域组织是不同的，而且在个别区域内还会出现复杂的组织结构。 参见舍夫勒图Nieq-- 镍当量；Creq—铬当量 （学会看舍夫勒图） 熔合比（稀释率）θ-在焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例称为熔合比。用实验测得的。 θ＝A/A+B=A1+A2/A1+A2+B θ取决于焊接方法、规范、接头形式、坡口角度、药皮（焊剂）的性质以及焊条（焊丝）的倾角等因素 3.性能的不均匀性。由于组织、成分的变化，代来了性能上的不同，各种变化会呈倍数关系变化，特别是焊缝两侧的热影响区冲击值变化更大，同样高温性能如持久强度、蠕变强度变化也很大。
4.应力场分布不均匀。由于组织、成分的不同，接头的热膨胀系数和导热系数也不同，热膨胀系数不同引起塑性区域不同，残余应力不同；导热系数不同会引起热应力不同。在组织应力和热应力的共同作用下发生叠加后会产生应力峰值，导致接头发生断裂。 总之，对于异种钢焊接接头，其成分、组织、性能和应力场的不均匀是主要特点。 二，异种钢焊缝金属的成分、组织的控制 1.焊缝成分与舍夫勒组织图的关系。异种钢焊接时由于选择的焊材与母材不同，要推算焊缝金属的成分、组织及性能。舍夫勒组织图就有这个功能。（图2-3） 奥氏体形成元素的镍当量计算公式： Nieq＝wNi+30wC+0.5wMn 铁素体形成元素的铬当量计算公式： Creq＝wCr+wMo+1.5wSi+0.5wNb 也可以由母材、填充金属的成分和稀释率求出焊缝金属的成分。 2.影响稀释率的因素。 2.1预热的影响.预热温度高，稀释率大，因为熔深增加了；反之就小。要适中。 2.2焊接参数.电流大，稀释率大；焊接速度小，稀释率小。由于母材熔化的单位面积的大小的影响。见（图2-4） 2.3焊接方法.见（图2-5） 2.4接头形式.坡口大，稀释率小；坡口窄，稀释率变化不大。见
异种钢的焊接工艺设计
1 绪论 在科学技术飞速进展的当今时代，焊接差不多成功地完成了自身的蜕变。专门少有人注意到那个过程何时开始，何时结束。但它确确实实地发生在过去的某个时段。我们今天面对着如此一个事实：焊接差不多从一种传统的热加工技艺进展到了集材料、冶金、结构、力学、电子等多门类科学为一体的工程工艺学科。而且，随着相关学科技术的进展和进步，不断有新的知识融合在焊接之中。 1.1 焊接技术概述 焊接是一种将材料永久性的连接，并成为具有给定功能结构的制造技术。几乎所有的产品，从几十万吨巨轮到不足１克的微电子元件，在生产制造中都不同程度地应用到焊接
技术。焊接差不多渗透到制造业的各个领域，直接阻碍到产品的质量、可靠性和寿命以及生产的成本、效率和市场反应速度。 近年来，焊接已由一个单一的加工工艺进展成为有科学基础有广泛应用范围和前景的焊接工程和焊接产业，在这些产业中，焊接在其中占有重要地位，是决定其产品使用安全的关键。有些直接出焊接产品或在现场装焊接后投入使用，有些是作成主体结构然后在其上安装动力和机电设备后应用，有焊接结构的质量和安全保证在整体结构设计合理的情况下，要紧决定与焊接联结部位的结构、材料匹配、工艺设计、先进的焊接制造工艺及设备和准确的无损检测技术，这些都决定了焊接联结部位的的内在和外观质量，形成了分布在各工业和基础设施建设部门各具特色的焊接结构行业，同时也形成了结构焊接需要的焊接设备行业和焊接材料行业。
这些行业是互相关联促进的行业。焊接结构已有日新月异的进展:在装备制造业结构中用焊接结构局部或全部代替铸件或锻件结构和由局部铸件或锻件焊接成组合结构是大重型结构进展的方向，可大大节约大型铸锻车间及其设备的差不多建设投资和生产过程的能源消费，同时还可缩短生产周期;在各种建筑行业广泛采纳钢质焊接结构代替钢筋混凝土结构，可达到大跨度、轻自重、工厂造、设计优、工程在建周期短、环境污染少，基础费用省，折除后材料可循环使用，因而符合目前绿色制造和资源循环利用建设节约型社会的大潮流。目前我国微电子及IT行业中的进展，高强有色金属、光钎、超导和复合材料及高分子材料的应用，都对焊接工艺、设备和材料提出了专门多新的要求，因而得到了相应进展。
异种钢管道焊接施工工艺标准
异种钢管道焊接施工工艺标准 QJ/JA0612-2006 1 目的 为了规范公司压力管道焊接施工工艺，保证焊接质量，特制定本工艺标准。 2 适用范围 本工艺标准适用于公司承接的碳钢与不锈钢、碳钢与低合金钢、碳钢与耐热钢等异种钢管道焊接施工。焊接方法包括：钨极氩弧焊、焊条电弧焊等。 本工艺标准与下列技术条件同时使用： a)产品图样； b)有关焊接技术条件。 3 引用标准 GB50236 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》 QJ/JA113.1 《一级库焊接材料管理制度》 QJ/JA113.2 《二级库焊接材料管理制度》 QG/JA33.01 《压力管道安装质量保证手册》《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》 4 施工准备 4.1 焊工要求 焊工必须预先经过焊接基本知识和操作技能培训，并按
《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》进行考试，取得相应焊接方法、钢材种类、厚度、焊缝位置的特种设备作业人员资格项目，方能上岗施焊。 4.2 机具要求 4.2.1 焊接设备满足焊接工艺要求，电流表、电压表等仪表处于正常工作状态。 4.2.2 予热及热处理设备完好，性能可靠，检测仪表处于正常工作状态。 4.2.3 焊工所用的焊条保温筒、角向磨光机、刨锤、钢丝刷齐全。 4.3 材料要求 4.3.1 焊接材料应有产品质量证明书，并符合相应标准的规定。有受潮、雨淋、破损现象的焊条不得入库。 4.3.2 焊条必须在干燥通风良好的室内仓库中存放。施工现场应配有符合要求的固定或移动焊条库。焊条的贮存与保管按QJ/JA113.1《一级库焊接材料库管理制度》中的规定执行。 4.3.3 焊条使用前必须烘干，烘干工艺和领用要求按QJ/JA113.2《二级库焊接材料管理制度》中的规定执行。4.3.4 焊丝使用前，应去除表面的油、锈等污物。 4.3.5 氩气纯度应不低于99.96%。 4.4 环境要求 4.4.1 焊接环境出现下列任一情况时，须采用有效的防护措
12Cr1MoV与12Cr2MoWVTiB的异种钢焊接工艺
12Cr1MoV与12Cr2MoWVTiB的异种钢焊接工艺 安徽新源热电有限公司王文清 1 前言 文章通过12Cr1MoV低合金珠光体耐热钢与12Cr2MoWVTiB低合金贝氏体型热强钢的焊接工艺。并进行相关的工艺评定，对异种钢的焊材选用也进行了对比性实验，确立了对异种钢焊接工艺方案的可行性。并对我公司的锅炉内管（屏式过热器）进行了大面积的更换，经过10多年的运行，更换后的管子和焊口，长期在高温下使用时金属组织与力学性能稳定，提高了管子的焊口的使用寿命，避免了屏式过热器爆管而引起的停炉故障。 2 焊接分析 我公司是两台220t/h锅炉，屏式过热器的材质：12Cr1MoV，锅炉设计压力9.81MPa，介质温度443℃，常期在高温下运行，管子出现过烧现象，经常在弯头处发生爆管，焊口出现断裂失效，向火面管子有蠕变鼓包变形现象，管子内外壁都有微裂纹存在，向火面组织球化4级。并且整个管子的内外壁都有晶界裂纹，晶界氧化严重。93年的一个月内连续发生几次爆管泄漏事故，给公司带来重大经济损失。 为了提高屏式过热器管的耐高温性及焊口的使用寿命，公司决定把钢材提高一个等级，在向火面过烧处由原来的12Cr1MoV钢更换为12Cr2MoWVTiB钢，这种异种钢焊接给焊工提出了新的工艺要求，因12Cr2MoWVTiB是多元合金元素复合强化的低合金贝氏体耐热钢，具有较高的热强性，其金相组织中不允许出现自由铁素体或网状铁素体。由于含有较多的合金元素，致使熔池的粘度提高，影响焊接操作，使得熔池中的气体不易浮出，易产生气孔，另外，这种钢的淬硬性较大，可能出现脆性组织，以致形成裂纹，而且这种钢对温度非常敏感，焊后空冷和回火处理，要保证获得回火贝氏体组织，严防冷速太慢而出现铁素体，以及冷速太快而出现粗大的贝氏体组织，这对接头的机械性能都有明显的影响。在选用焊接材料（R317和R347焊条）时，对这两种焊接材料经过对比试验，最后决定使用R31焊丝打底，R317焊条盖面（93年更换管焊600多焊口，要是现在焊可以使用全氩） 3 焊前准备 （1）选用上海金通ZX7-400S/T型直流脉冲氩弧焊机，氩弧打底用直流正接；电焊盖面用直流反接；（2）焊丝采用TIG-R31，Φ=2.0mm，氩气纯度不小于99.99%，钨极（铈钨）Φ=2.5mm，焊条采用上海焊条总厂R317、Φ=2.5mm，在使用前须经350℃烘焙一小时，随用随取，焊条有专人保管发放并做好记录，严禁错用。 （3）坡口：采用机械或手工打磨30~35°的“V”型坡口，坡口内外壁要打磨（10~15mm）至金属光泽，管口处无油污、水渍、毛刺、夹皮等，坡口示意图如下： （4）该部件的焊接应按《焊工技术考核规程》由Ⅰ类合格焊工担任。 （5）焊丝与钨极不能相碰，焊丝端头应始终处于氩气保护之内。 （6）焊接过程中，焊层之间应熔合良好，以防产生未熔合现象，接头与收弧应避开困难位置。（7）焊后自检，无气孔、咬边、夹渣、裂纹等缺陷后，进行无损探伤（拍片100%） （8）为了降低焊后的淬硬倾向，防止冷裂纹，焊前应对焊口进行预热：预热温度应200~250℃（同
异种钢焊接材料选用原则
表5-5-32 异种钢焊接材料的选用原则
5.2 新型铁素体耐热钢与其它耐热钢异质接头焊接及焊后热处理工艺 新型9%~12%Cr铁素体耐热钢与低合金耐热钢焊接（以P91与P22钢为例） (1) 焊接材料选用的可能类型 美国AWS D10.8和英国BS2633工艺标准提供了一些指导性意见。在AWS D10.8中列举了四种可能的选择。 a) 焊缝成分与低合金钢一侧材料的成分一致（低匹配）。 b) 焊缝金属与高合金材料侧成分一致，用9Cr-1Mo-V合金系统焊材（即高匹配）。 c) 焊缝金属取两种材料中间的成分如5CrMo或9CrMo（各部中间匹配）。 d) 焊缝金属采用镍基合金焊材。 (2) 焊接材料选用的原则及规范 a) 基本原则焊缝金属须至少等于或高于两种材料中强度较低的一种钢，一般选择均偏向取低合金成分。 b) BS2633规范与基本原则相似，但建议涉及P91钢的异种钢焊接时，宜选用9CrMo 焊材。尤其强调了镍基合金材料的采用。 c) AWSD 10.8规范则认为无须使用镍基，除非P91钢是与奥氏体不锈钢或镍基合金相焊接。 d) 镍基合金的使用在一定程度上影响NDT检测的范围。 (3) 焊接及焊后热处理工艺规范的规定 a) 最合适的焊后热处理规范在P91异种钢焊接中极为重要。 b) 回火温度要兼顾平衡P91与P22（或其他低合金钢）的适用范围以及焊缝金属的最佳温度范围。如P91为730℃~790℃，而P22为680℃~720℃，因此BS2633标准提出P91这种异种钢接头的热处理规范应是一种折衷的效果。 c) 回火温度具体确定一般采用P91钢的最低允许回火温度，但为取得最佳的抗蠕变性能，则应采用低合金钢侧的最高允许温度。 d) P91与P22异种钢常用回头规范为720℃~730℃，保温时间要应壁厚确定。 i.此规范能对P91钢HAZ进行足够的回火，而不会造成对P22钢的过回火；但不能有效地对采用2CrMo或9CrMo焊材的焊缝进行热处理。 ii.此规范对采用P91类材料的焊缝回火温度则过低，此时，可采用746℃×2h规范。 iii.对尺寸小一些的管道（δ<10mm）保温时间0.5h。
异种钢的焊接总结
异种材料的分类与组合： 异种材料的焊接由于兼顾不同材料的优势，在机械、化工、航空、核电等领域应用非常较广，其中最常见是异种钢的焊接构件。主要有以下几种情况： 1、母材金相组织相同，但焊缝金属与母材基体合金系及组织性能不同； 例如：低碳钢与铬钼耐热钢之间的焊接 2、母材金相组织不同的异种钢的焊接。 3、复合材料焊接结构件。 异种材料的焊接：指将不同化学成分、不同组织性能的两种或两种以上的材料，在一定工艺条件下焊成满足设计要求和使用要求的构件。 （1）异种材料焊接性分析 ①物理性能差异 T熔不同→焊缝熔化和结晶状态不一致，力学性能变坏； 例如：低熔点金属过早熔化而发生流淌或者与高熔点金属产生未熔合。 λ不同→接头产生较大的焊接应力和变形，焊缝及HAZ易开裂。 α和C不同→热输入失衡．熔化不均和改变焊缝及其两侧的结晶条件。 例如：热导率高的金属热影响区宽，冷却速度快容易淬硬，而热导率低的金属则发生过热 电磁性不同→焊接电弧不稳，焊缝成形差 例如：有磁性金属和无磁性金属组合，当采用直流电弧或电子束方法焊接时会因磁场的作用，使电弧偏吹或电子束偏离其轴线(偏向磁铁体一侧)，其后果是磁铁体金属熔化量过大，产生过分稀释，或无磁性金属根部未熔合等缺陷。 力学性能不同→接头力学性能不均匀，恶化接头质量。 ②结晶化学性能差异 结晶化学性差异（晶格类型、晶格常数、原子半径、原子外层电子结构等）决定两种材料在冶金学上的相容性－无限固溶、有限固溶、形成化合物、产生中间相以及不能形成合金。 当两种材料液固状态下均互溶时，可形成一种新相(固溶体)，这两种材料之间便具有冶金“相溶性”，原则上是可焊的。例如Cu-Ni（匀晶相图 ③材料的表面状态 材料的表面状态（表面氧化层、结晶表面层、吸附的氧离子、水分、油污、杂质等）直接影响材料的焊接。 ④过渡层的控制 异种金属焊接时，必产生一层成分、组织、及性能与母材不同的过渡层，其性能很大程度上决定了整个接头的性能。例如：熔合比越大，焊缝金属与母材的差异越大，过渡层越明显；液态熔池停留时间越长，则焊缝金属混合越均匀，过渡层不明显。 异种材料焊接方法： 1、熔焊：对于互溶度有限，物理化学性相差大的异种材料，熔焊元素相互扩散导致接头的成分和组织不均匀或生成脆性化合物，因此，熔焊时应降低稀释率，采用小电流高速焊，或在坡口一侧或两侧堆焊中间合金过渡层。 2、压焊：大多数压焊方法是对母材加热至塑性状态或不加热，在一定压力下完成焊接的，一般不存在稀释问题。例如冷压焊、超声波焊、扩散焊等方法在接头处温度低，一般也不发生金属间化合物，这对异种金属焊接很有利。 3、钎焊：采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于