常用耐热钢的焊接工艺
HR3C焊接工艺评定方案
新型奥氏体耐热钢HR3C焊接工艺评定方案编制：批准：新型奥氏体耐热钢HR3C焊接工艺评定方案镇雄电厂600MW超临界机组锅炉的末级过热器、屏式过热器选用部分HR3C，规格为Φ38×6.4、Φ44.5×6.8。
HR3C是日本住友金属命名的牌号，在日本JIS 标准中的材料牌号为SUS310JITB，在ASME标准中的材料牌号为TP310NbN。
HR3C 是SA213-TP310H钢的改良钢种(标准化学成分范围见表1，室温力学性能见表2 )，HR3C钢是在SA213-TP310H钢的基础上添加了0.20~0.60%的Nb、0.15~0.35%的N，在钢时效过程中析出NbCrN氮化物，NbCrN非常细小且特别稳定，即使长时间时效，组织也很稳定，使HR3C的高温性能大大提高，蠕变断裂强度达到181MPa(10万h、600℃)。
同时加入微量的N对抑制σ相的形成、改善韧性有效。
由于HR3C钢的综合性能较TP310系列奥氏体钢中的TP304H、TP321H、TP347H 和TP316H的任何一种更为优良，所以在TP347H、 Super304H、TP347HFG钢不能满足向火侧抗烟气腐蚀和内壁抗蒸汽氧化的工况下，选用HR3C 。
1 HR3C钢的焊接性焊接HR3C钢的主要问题是焊接高温裂纹、应力腐蚀、接头的时效和σ相脆化。
试验证明，采用刚性固定法裂纹试验，在相同条件下，HR3C的裂纹敏感性略高于TP347H 。
2 为解决HR3C钢焊接性方面存在的问题，焊接时，应采取以下措施。
2.1 为防止高温裂纹，焊接时要采用降低焊接热输入、降低层间温度的工艺方法和工艺措施，如对直径不大、管壁不厚的管子采用熔池体积小、焊接热输入低的TIG焊接工艺，采用短道焊、间断焊方法保证较低的层间温度，选用杂质含量低的焊接材料。
2.2 正确选择焊接材料，熔敷金属选择与母材成分相同且杂质含量低的材料或镍基焊材,可防止焊逢产生σ相脆化。
铬钼钢A335P22的焊接工艺
铬钼钢 A335 P22的焊接工艺摘要国内某炼化项目400万吨/年蜡油加氢裂化装置工艺管道铬钼钢材质A335 P22，是ASTM标准的合金钢材质钢号，成分为2.25Cr-1Mo，与国标12Cr2Mo成分最为接近，抗拉强度≥415MPa。
施工采用工厂化预制、现场管段安装的模式，管道焊接需采用氩弧焊、埋弧自动焊、手工电弧焊等焊接方法。
关键词焊接工艺；焊接；预热；后热；焊后热处理；检测前言400万吨/年蜡油加氢裂化装置铬钼钢管道A335 P22材质，管道工程量11080寸径，管径范围从φ21.3～φ711mm，壁厚范围从4.78mm～56mm；管径从DN150至DN2000管线可在管道加工厂利用带锯机、坡口机、镗孔机等机械设备切割下料，采用氩弧焊、埋弧自动焊、手工电弧焊等焊接方法预制焊接管段，形成工序流水化作业；预制管段安装以及其他管径管线在现场基本采用钨极氩弧焊、手工电弧焊焊接方法施工。
为保证管道焊缝内壁成型质量，对于管径≤50mm的焊缝,采用钨极氩弧焊打底，钨极氩弧焊盖面的方式施工。
1施工准备1.1 焊接工艺评定及焊接工艺卡（1）依据NB/T47014-2011标准选用适用的焊接工艺评定。
（2）依据选定的焊接工艺评定，根据焊接位置、坡口形式、焊接方法等制定相应的焊接工艺参数指导现场焊接作业。
（3）所选焊接工艺评定，项目部审核完毕，报监理单位批准后实施。
1.2 焊工准入依据TSG Z6002-2010《特种设备焊接操作人员考核细则》组织焊工入场考试。
参加管道焊接的焊工，持有技术监督部门颁发的压力管道焊工合格证，并且通过业主单位焊工入场考试取得焊工资格证后，方可进行现场管道焊接作业。
1.3 焊材选用焊材选用见下表：2管道焊接2.1 坡口制备（1）管道应按规定的尺寸预制坡口，坡口加工宜采用机械方法；不锈钢管道的管子和管件宜用坡口机或砂轮机进行机械加工，加工时必须采用不锈钢专用的砂轮片；其他类别管道可用氧乙炔气割加工，小于DN100的管材可采用砂轮切割机下料，砂轮切割机使用前应严格矫正，以减少管口倾斜，大于DN100的管材采用等离子或氧气乙炔焰切割下料，切口应平整，切口端面倾斜偏差不应大于管子外径的1%。
管道焊接工艺和热处理
5、热熔和电熔 接头型002-2006 《燃气用聚乙烯管道焊接技术规则》
2、实施单位 热熔：管道元件制造单位和管道安装单位 电熔：管道元件制造单位在产品设计定型时进行，管道安装 单位应当对其进行验证，验证项目为工艺评定规定的全部项 目
3、实施条件 首次采用焊接工艺参数； 不同原材料级别（例如PE80与PE100）的管道元件互焊； 同一原材料级别的管道元件，熔体质量流动速率(MFR)差值 大于0.5g/10min（190℃，5kg）； 管道元件对焊接有特殊要求；
预热温度对焊缝边界焊接热循环的影响
（2）预热要求
测温点位置（预热范围）： 每侧宽度不小于3δ ，且不小于25mm；（距焊缝坡口边缘）
GB/T 20801对预热温度的要求：
6、其他焊接工艺
层间温度：不低于预热温度 焊接参数：由焊接工艺评定确定
线能量(热输入)：焊接电流、焊接电压、焊接速度 缓冷 后热处理：在焊接完成后，立即加热到一定温度
奥氏体不锈钢与碳素钢、低合金钢、马氏体不锈钢、铁素体不 锈钢的异种接头应选用：
25Cr-13Ni（E309型），25Cr-20Ni（E310型）
（三）不锈钢的焊接
4、焊接工艺
马氏体、铁素体不锈钢：与低合金钢相类似 奥氏体不锈钢：快速冷却（与低合金钢相反）
不预热，层间温度≤150℃， 小线能量，多层多道焊， 背面充氩保护 药芯焊丝的应用
使用同一管道元件制造单位提供的管道元件时，管道安装 单位任选一个DN≥63mm规格进行验证即可覆盖所有规格。
5、试件数量：2组 6、试件检验项目及要求
热熔对接
电熔承插
电熔鞍形
7、检验要求
（1）热熔 外观
卷边应沿整个外圆周平滑对 称，尺寸均匀、饱满、圆润。 翻边不得有切口或者缺口状 缺陷，不得有明显的海棉状 浮渣出现，无明显的气孔。
常用焊接方法
AHUT
两个接触面连接。对焊分为电阻
对焊和闪光对焊。
a) 电阻对焊
电阻对焊的焊接过程如下： 在电极夹具中装工件并夹紧 ──加压，使两个工件紧密 接触──通电流──电阻热加热接触面到塑性状态──切 断电流──增加压力──形成接头。 电阻对焊接头外形匀称，但接头强度比闪光对焊低。
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AHUT 43
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焊条的牌号
AHUT
碳钢焊条的牌号是按焊缝金属抗 拉强度、药皮类型和焊接电源种类确 定的，用J×××表示。焊条的选用原 则是要求焊缝和母材具有相同水平的 使用性能。
J422
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焊条的选用
AHUT
焊条的种类很多，选用得是否合适，将直接影响焊接质量、 生产效率和产品成本等。通常选用焊条时应考虑以下因素： (1)焊接结构钢时，一般根据焊件的抗拉强度选用相同强度等级 的焊条。“等强原则” (2)焊接特殊性能钢(如耐热钢、不锈钢等)时，通常选择与焊件 化学成分类型相同或相近的焊条。 “同质原则” (3)若焊件中含有较多的碳、磷和硫时，应选用抗裂性好的碱性 焊条。 (4)对于承受交变载荷、冲击载荷的焊接结构，或形状复杂、钢 板厚度大的焊件，应选用碱性焊条。 (5)对于焊前难以清理，且易产生气孔的焊件，应选用酸性焊条。 按上述原则确定焊条类型后，还应根据焊件厚度、焊缝位 置等条件，选用不同直径的焊条。通常焊件愈厚，焊条直径 也愈大。
AHUT
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焊芯和药皮(P247)
AHUT
碳素钢焊芯的C％≤ 0.1％ 焊芯直径常见的有： 1.6，2.0，2.5，3.2，4.0，5 等
药皮的成分组成： 稳弧剂、造气剂、造渣剂、脱氧剂、合金剂、 稀渣剂、粘结剂（P248）
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ZG28CrNiMo与Q355的焊接工艺验证过程
ZG28CrNiMo 与 Q355 的焊接工艺验证过程摘要：ZG28CrNiMo是属于耐热钢范畴的材料，在工业生产中它一般用于热处理高温加热炉的炉底板、衬板使用，也可用于采煤机摇臂壳体或加速机壳体，有高的强度、韧度和良好的淬透性和抗过热的稳定性，一般耐高温达1100——1200℃；然而，在焊接过程中工艺参数不当时，焊接连接处可能会存在微裂纹等缺陷，在运行中可能导致裂纹的扩展引起设备故障，不但影响正常生产，严重的可能引起重大安全事故。
本文就通过有关试验，对其焊接工艺进行探讨，最终得出了ZG28CrNiMo与Q355异种钢材的焊接工艺参数。
关键词：ZG28CrNiMo；耐热钢；Q355；焊接工艺；我单位计划承接采煤机摇臂壳体及半直驱减速机水道盖板焊接任务。
摇臂及加速机壳体材料为ZG28CRNiMo，水道盖板材料为Q355，焊接完成后进行0.4MPa 水压试验。
通过有关试验，对其焊接工艺进行探讨，最终得出了ZG28CrNiMo与Q355的焊接工艺参数。
1.ZG28CrNiMo的焊接性分析ZG28CrNiMo化学成分及力学性能如下：C:0.24-0.32 Si：2.5-0.55 Mn：0.80-1.10 Cr:0.70-0.90 Mo0.25-0.40% 屈服点：≥685 抗拉强度：≥850-950 伸长率：≥12 断面收缩：≥20根据化学元素可以得出该钢材在焊接时极易出现热裂纹及收缩裂纹。
由于材料中有铬（Cr）镍（Ni）锰（Mo）等元素，焊接时要使用不锈钢焊条，一般的碳钢焊条焊接效果差。
2.焊接方法及焊接材料根据ZG28CrNiMo铸钢的焊接性，焊接方法采用焊条电弧焊进行焊接，焊接材料选用A102焊条。
3. 工艺评定试验3.1焊前准备依据NB/T47018-2011《承压设备类焊接工艺评定》的要求，准备评定用试板材料为ZG28CrNiMo及Q355B，尺寸为400mm×125mm×20mm，试样每种材质各一件。
1、碳钢的焊接
1、碳钢的焊接按照含碳量碳钢分为：低碳钢（C≤0.3%）、中碳钢（C=0.3%-0.6%）和高碳钢（C＞0.6%）三类，不同的碳钢具有不同的焊接特点。
（1）低碳钢的焊接①低碳钢的焊接特点低碳钢中的C、Mn、Si等元素含量少，通常情况下不会因为焊接产生严重的硬化组织或淬火组织。
低碳钢的焊接性能优良，一般不需要预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织。
焊接完成以后，形成的焊接接头的塑性和冲击韧性较高。
②低碳钢焊接材料的选用a.焊条焊接低碳钢时，大多使用E43XX系列的焊条，因为低碳钢结构通常使用GB700-88的Q235牌号钢材制造，这类钢材的抗拉强度平均值为417.5MPa（42.5kgf／mm2），而E43 X X系列焊条熔敷金属的抗拉强度不小于420MPa（43kgf／mm2），在力学性能上正好与之匹配。
b.埋弧焊焊丝和焊剂低碳钢埋弧焊一般选用实心焊丝H08A或H08E，它们与高锰高硅低氟熔炼焊剂HJ430、HJ431、HJ433或HJ434配合，应用甚广。
焊接时，焊剂中的MnO和SiO2在高温下与铁反应，Mn与Si得以还原，。
熔池冷却时，Mn和Si既成为脱氧剂，使焊缝脱氧，同时又可有足够数量余留下来，成为合金剂，保证焊缝力学性能。
c.气体保护焊焊丝碳钢实心焊丝主要由CO2气体保护，且主要配合50公斤级母材，其型号为ER49-1（牌号MG-49-l，即过去的H08Mn2SiA），强度稍低。
d.电渣焊焊丝和焊剂电渣焊熔池温度比埋弧焊低，焊接过程中焊剂更新量又少，所以焊剂的Si、Mn还原作用也弱。
低碳钢电渣焊时，如果仍按埋弧焊选用H08A、H08E焊丝与高锰高硅低氟焊剂配合，则焊缝得不到足够数量的Si和Mn，特别是母材和焊丝中原有的Mn还会烧损。
另一方面，Mn的过渡量与焊剂碱度有关，碱度愈大，过渡量也愈大。
为此，低碳钢电渣焊时，往往选用中锰高硅中氟熔炼焊剂HJ360与H10Mn2或H10MnSi焊丝配合。
tp91钢焊接工艺及过程控制
T/P91钢焊接工艺及过程控制(Ll5)摘要：本文通过作者长期对焊接T/P91钢焊接工艺、热处理工艺及其它重要工艺过程控制进行了阐述。
关键词：T/P91钢预热温度多层多道焊层间温度恒温时间断电后热处理升降温速度前言T/P91钢在高温高压下仍然具有较好的耐蚀性，较高的强度，因此广泛应用于中大型火力发电机组主汽、高温过热器、高温再热器连接管等, T/P91钢的焊接工艺也成为火电建设焊接工艺研究的重点.本文从焊接性分析、焊接工艺、焊接热处理等多个角度对T/P91钢的焊接进行了阐述,最终得出了要获得良好的焊接接头需要控制的几个工艺要点.1T/P91焊接性分析T/P91属于马氏体高合金耐热钢，正火状态下为马氏体，回火状态下为贝氏体+铁素体，由于材料中含有少量的Nb,V等合金元素可使组织细化，强度及韧性提高；由于此钢种在正火及焊接状态下极易转变为马氏体，故而焊接性差，易出现裂纹，晶粒不均匀，塑性下降等问题。
采取合理的焊接及热处理工艺，避开马氏体形成及转变区域，获得铁素体+贝氏体组织可防止冷裂纹的产生。
2焊接工艺2.1焊接材料及设备（1）焊接材料选用表1 焊接材料选用表序号材料名称及规格焊丝焊条1 T91（φ42×5）MTS 3(德国蒂森) ￠2.0 /2 P91（φ457×45）MTS 3(德国蒂森) ￠2.0 chromoT91￠3.2化学成份C Si Mn P S Cr Mo Ni Nb N V Cu Al 含量% 0.13 0.24 0.55 0.005 0.004 8.95 0.96 0.66 0.05 0.039 0.193 0.04 0.01化学成份C Si Mn P S Cr MoNiNb N V Cu Al含量% 0.08 0.30 0.65 0.009 0.007 8.59 1.00 0.65 0.05 0.030 0.20 0.03 0.002 （2）焊接及热处理设备焊接设备选用ZX7-400STG焊机，该焊机带高频引弧及自动衰减装置。
奥氏体不锈钢Super304H(A213-S30432)焊接工艺
奥氏体不锈钢 Super304H(A213-S30432 )焊接工艺关键词：Super304H (A213-S30432) ；焊接；裂纹1 Super304H的化学成分及力学性能1.1 Super304H的化学成分Super 304H 钢是一种改良自高碳18Cr-8Ni（TP304H）类不锈钢而开发出的新型奥氏体耐热钢。
与传统的TP304H 类钢种相比，其主要的合金化措施是在材料中加入了大约3%的铜、0.4 %的铌以及少量的氮元素，同时提高了碳的含量范围；其它的微合金化还包括微量的铝和硼元素的加入。
在高温服役条件下，Super 304H钢的显微组织中会析出非常细小并弥散分布于奥氏体基底中的碳化物、碳-氮化物，如M23C6、Nb(C,N)和NbCrN 等。
1.2 Super304H的力学性能这些弥散分布的析出相的共同作用，使材料的力学性能，特别是高温蠕变性能得到了显著的提高。
大量的性能试验表明该钢的组织和力学性能稳定，而且价格便宜，是超超临界锅炉过热器、再热器的首选材料。
表1 列出了Super 304H钢母材金属的成分范围，表2为该钢种的常温拉伸性能和最高硬度，表3 是在475℃~725℃温度范围内材料的最大许用应力。
表1 Super304H的化学成分(Wt%)表2 Super304H钢管的室温力学性能2 Super304H钢的焊接性能分析2.1 晶间腐蚀倾向晶间腐蚀是奥氏体耐热钢一种极其危险的破坏形式。
在碳质量分数高于0.02%的奥氏体不锈钢中，碳与铬能生成碳化物（Cr23C6）。
这些碳化物高温淬火时呈固溶态溶于奥氏体中，铬呈均匀分布，使合金各部分铬质量分数均在钝化所需值，即12%Cr以上。
如果加热到敏化温度范围(500～850 ℃)内，晶界上就会形成敏化组织即晶界上析出的连续的、网状的碳化物（Cr23C6），铬便从晶粒边界的固溶体中分离出来。
该情况下碳化铬和晶粒呈阴极，贫铬区呈阳极，迅速被侵蚀。
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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：
2.5预热
预热是焊接珠光体耐热钢焊接冷裂纹和消除应力的重要工艺措
施，为了确保焊接质量，不论是点固焊或焊接过程中，都应预热并保
持一定的温度范围。
2.6焊后缓冷
焊后缓冷是焊接铬钼耐热钢必须严格遵循的原则，即使炎热的夏季也必须做到这一点，一般焊后立即用石棉布覆盖焊缝及近缝区，小的焊件可置于石棉布中缓冷。
2.7焊后热处理
焊后应立即进行热处理，其目的是为了防止延迟裂纹的产生，消除应力和改善组织。
耐热钢焊前预热温度和焊后热处理的温度表如下表所示。
3焊接注意事项
（1）焊接这类钢时必须要预热，焊后缓冷等措施，但预热温度
并非越高越好，必须严格执行焊接工艺要求。
（2）厚板宜采用多层焊，层间温度不低于预热温度，焊接时应一次焊完，最好不要中断。
如需层间暂停，应采取热保温缓冷措施，再焊之前还需采取相同的预热措施。
（3）焊接过程中应注意填充弧坑，并打磨接头、去除弧坑裂纹（热裂纹）。
而且电流越大、弧坑越深，因此应严格执行焊接工艺指导书规定选择焊接参数、合适的焊接线能量。
（4）施工组织也是影响焊接质量重要一环，各工种的配合尤
为重要，避免因下道工序衔接不上致使整条焊缝的质量前功尽弃。
（5）还应注意天气环境的影响。
当环境温度低时，可适当提高
预热温度，防止温度下降太快，同时做好防风、防雨等应急措施。
4小结
预热、保温、焊后热处理等工艺是焊接铬钼耐热钢的必要工艺措施，三者同等重要，不可忽视。
任何一个环节疏漏，其后果是严重的。
焊工要严格执行焊接工艺，加强焊工责任心引导。
不可抱有侥幸心理，引导焊工执行工艺的严肃性、必要性，只要我们在施工过程中严格执行焊接工艺，各工种之间配合好，合理安排工序，就能保证焊接质量和技术要求。