焊接工艺卡--15CrMo
15CrMo的焊接
15CrMo钢厚壁高压管的焊接采用两种焊接方案均为可行。为了保证焊缝性能同母材匹配且具有较高的热强性，采用方案Ⅰ效果更佳，关键是要严格控制焊后热处理工艺。
方案Ⅱ虽可省去焊后热处理，但焊缝在高温下发生碳的迁移扩散而导致焊缝破坏的可能性不容忽视，因此，只有在焊后无法进行热处理时才慎重采用。
打底层 钨板氩弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12
填充层 焊条电弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24 / /
盖面层 焊条电弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24
接时，层间温度应不低于150℃，为防止中断焊接而引起试件的降温，施焊时应由二名焊工交替操作，焊后应立即采取保温缓冷措施。
合金管 15CrMoG GB5310-2008 377×24-45
合金管 15CrMoG GB5310-2008 377×10-12-16
合金管 15CrMoG GB5310-2008 325×25-32
方案Ⅱ：采用ER80S-B2L焊丝，T1G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≤0.05 0.70.41.2 <0.20.5 ≤0.025 ≤0.025 ≤500 25
E8018-B2 300 ℃ 2h
E309Mo-16 150 ℃ 1.5h
2.3 焊接工艺参数
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]-0.25（℃） 式中，To——预热温度，℃。
15CrMo钢焊接资料
耐热钢1.1 耐热钢的定义、分类及应用在高温条件下，具有抗氧化性和足够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。
耐热钢包括抗氧化钢和热强钢两类。
抗氧化钢又简称不起皮钢，一般要求较好的化学稳定性，但承受的载荷较低。
热强钢则要求较高的高温强度和相应的抗氧化性。
耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉和航空、石油化工等工业部门中在高温下工作的零部件。
这些部件除要求高温强度和抗高温氧化腐蚀外，根据用途不同还要求有足够的韧性、良好的可加工性和焊接性，以及一定的组织稳定性。
中国自1952年开始生产耐热钢。
以后研制出一些新型的低合金热强钢，从而使珠光体热强钢的工作温度提高到600～620℃；此外，还发展出一些新的低铬镍抗氧化钢种。
耐热钢的分类有以下几种：（1）珠光体耐热钢珠光体钢耐热钢中合金元素以铬、钼为主，质量分数总量一般不超过5%。
其组织除珠光体、铁素体外,还有贝氏体。
这类钢在500～600℃有良好的高温强度及工艺性能，价格较低，广泛用于制作600℃以下的耐热部件。
如锅炉钢管、汽轮机叶轮、转子、紧固件及高压容器、管道等。
典型钢种有：16Mo、15CrMo、12Cr1MoV、12Cr2MoWVTiB、10Cr2Mo1以及25Cr2Mo1V、20Cr3MoWV等。
（2）马氏体耐热钢马氏体钢中含铬的质量分数一般为7～13%，在650℃以下有较高的高温强度、抗氧化性和耐水汽腐蚀的能力，但焊接性较差。
含铬12%左右的1Cr13、2Cr13,以及在此基础上发展出来的钢号如1Cr11MoV、1Cr12WMoV、2Cr12WMoNbVB 等，通常用来制作汽轮机叶片、轮盘、轴、紧固件等。
此外，作为制造内燃机排气阀用的4Cr9Si2,4Cr10Si2Mo等也属于马氏体耐热钢。
（3）铁素体耐热钢铁素体钢中含有较多的铬、铝、硅等元素，形成单相铁素体组织，有良好的抗氧化性和耐高温气体腐蚀的能力，但高温强度较低，室温脆性较大，焊接性较差。
15CrMo 管道焊口焊接工艺卡
审核：
批准：
热处理温度：670-700℃
保温时间：30-60min
焊接工艺参数
焊接
层道
焊接方法
焊材牌号
规格(mm)
电流极性
电流
（A）
电压(V)
焊接速度（mm/min）
其他
1
GTAW
CHG55B2
Φ2.5
正接
90～142
10～12
40～50
2
SMAW
CHH307
Φ3.2
反接
75～136
21～23
50～70
3及以上
公司标识
焊接工艺卡
************工程
版次：A
编号：***************
适用范围：**********汽水管道或联箱封头，汽水取样、仪表等接管座。
焊接标准：DL/T869-2002
焊接工艺评定编号：*************
焊接方法：GTAW+SMAW
焊接位置：全位置
接头型式：对接
SMAW
CHG55B2
Φ4.0
反接
84～161
21～23
50～70
或1
GTAW
CHH307
Φ2.5
正接
90～142
10～12
40～502SMAWC NhomakorabeaH307
Φ3.2
反接
75～136
21～23
50～70
3及以上
SMAW
CHH307
Φ4.0
反接
84～161
21～23
50～70
表面
SMAW
CHH307
Φ3.2
15CrMo钢管化学成份,力学性能及焊接工艺介绍共7页
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≤0.05 0.70.41.2 <0.20.5 ≤0.025 ≤0.025 ≤500 25 E8018-B2 0.070.7 0.3 1.1 0.5 ≤0.04 ≤0.03 550 19E309Mo-16≤0.12 0.5～2.5 0.9 22.0～25.0 12.0～14.0 2.0～3.0≤0.025≤0.035 550 252.2 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。
表2 焊条烘烤规范焊条型号烘烤温度保温时间E8018-B2 300 ℃ 2hE309Mo-16 150 ℃ 1.5h2.3 焊接工艺参数按方案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]-0.25（℃）式中，To——预热温度，℃。
[C]=[C]x [C]p [C]p=0.005S[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=0.361[C]p=0.045 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。
焊接时，第一层采用手工钨极氩弧焊打底，为避免仰焊处焊缝背面产生凹陷，送丝时采用内填丝法，即焊丝通过对口间隙从管内送入。
15crmo合金管的焊接技术知识讲解分享
15crmo合金管的焊接技术知识讲解分享
15crmo合金管焊接性焊接材料
针对15CrMo钢的焊接性的工作特点，根据以往的经验，参照国外提供的焊接工艺卡，我们选择了两种方案进行焊接试验。
方案Ⅰ：焊接预热，采用ER80S-B2L焊丝，T1G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，T1G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。
焊后热处理
采用方案Ⅰ焊接的试件，焊后应进行局部高温回火处理。
热处理的工艺为：升温速度为200℃/h，升到715℃保温1小时15分钟，降温速度100℃/h，降到300℃后空冷。
具体采用JL-4型履带式电加热器(1146×310)包绕焊缝，用硅酸铝棉层保温，保温层厚度50mm，温度控制采用DJK-A型电加热器自动控温仪。
焊接工艺评定试验结果
试验方案拉伸试验弯曲试验冲击韧性试验aky(J/cm2)
抗拉强度δb/Mpa 断裂部位弯曲角度面弯背弯焊缝熔合线热影响区(HAZ) 标准：
GB5310--中国国家标准
用途：
用于高压锅炉(工作压力一般不大于9.8Mpa，工作温度在450℃-650℃之间)的受热面管子、集箱、省煤器、过热器、再热器等。
(P<9.8MPa,450℃
文章来源：。
15CrMo钢焊接工艺卡
背保气体：/流量l/min
拖罩保护气：/流量l/min
焊接位置：2G、5G（或6G）
焊接方向：立向上
预热、道间温度要求：
预热温度：150~200℃
加热方法：电加热
预热范围：坡口中心两侧≥100 mm
道间温度：150~250℃
后热要求：
加热方法：电加热
加热温度：300~350℃
Φ4.0
ＤＣˉ
150~160
23~25
10~12
≤28
15CrMo
4盖面
SMAW
R307
Φ4.0
ＤＣˉ
145~155
22~24
8~10
≤28
焊前、层间清理及焊缝外观要求：
1、组对前确认坡口加工形式和尺寸，且不得有裂纹、夹层等缺陷；2、层间应采用磨光机将药皮、飞溅等清理干净；3、焊缝表面不允许有裂纹、未融合、气孔及夹渣，焊缝上的熔渣和两侧的飞溅物应清除，焊缝表面凹陷、SHA1、SHB1不得有咬边，其余管道咬边深度应小于0.5mm，连续长度应不大于100mm，且其总长度应不大于焊缝全长的10%；焊缝宽度宜每边超过坡口边缘2mm；母材厚度≤6mm时，焊缝余高应≤1.5mm；母材厚度≥6mm时，焊缝余高应≤2.5mm。
后热时间：/h
热处理要求:/
升温速度：/℃/h
恒温温度：/℃
恒温时间：/h
降温速度：/℃/h
冷却方式：
钨极规格：类型：喷嘴尺寸: mm
熔化极气体保护焊熔滴过渡形式：□喷射过渡□短路过渡背部清根方法：□碳弧气刨□机械清理焊条（焊丝）摆动方式：□摆动焊□不摆动焊单丝焊或多丝焊：□单丝焊□多丝焊
母材
焊道数
检测检验及特殊要求的说明：
15crmo钢的焊接
15crmo钢的焊接.15CrMo钢厚壁高压管的焊接工艺评定：1 、15CrMo钢的焊接性：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：焊接工艺2.1 焊接材料针对15CrMo钢的焊接性及现场高压管道的工作特点，选择了两种方案进行焊接试验。
方案Ⅰ：焊接预热，采用ER80S-B2L焊丝，T1G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，T1G焊打底，E309Mo-16焊条，焊条填充电弧焊盖面，焊后不进行热处理。
2.2 焊前准备试件采用15CrMo钢管,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 ℃ 1.5h2.3 焊接工艺参数按方案Ⅰ焊前需进行预热，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。
焊接时，第一层采用手工钨极氩弧焊打底，为避免仰焊处焊缝背面产生凹陷，送丝时采用内填丝法，即焊丝通过对口间隙从管内送入。
其余各层采用焊条电弧焊，共焊6层，每个焊层一条焊道。
方案Ⅰ和方案Ⅱ的焊接工艺参数。
按方案Ⅰ焊方案Ⅰ的焊接工艺参数焊道名称焊接方法焊接材料焊材规格/mm 焊接电流/A 电弧电压/V 预热及层间温度热处理规范打底层钨板氩弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12填充层焊条电弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25150℃ 715。
15Crmo焊接工艺评定
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：共3 页第1 页单位名称:省安四分公司焊接工艺评定报告编号：GTAW-Ⅱ-5G-3.5/42-02 焊接工艺指导书编号：GTAW-Ⅱ-5G-3.5/42-02 焊接方法：手工氩弧焊机械化程度〔手工、半自动、自动〕：手工接头简图：〔坡口形式、尺寸、衬垫、每种焊接方法或焊接工艺、焊接工艺、焊缝金属厚度〕2 60°g1 0-11-母材:标准号GB6479 GB6479钢号:15CrMo 15CrMo类、组别名Ⅳ-1 与类、组别名Ⅳ-1 相焊厚度: 3.5直径: Φ42 焊后热处理:温度〔℃〕：保温时间〔h〕：保护气体:气体混合比流量〔L/min〕其他: 保护气体：氩气尾部保护气反面保护气7-9填充金属: 电特性:焊材标准: YB/T5092-1996 电流种类：直流焊材牌号TiG—R30 极性：正焊材规格：φ2.5 钨极尺寸：φ3.0焊剂牌号焊缝金属厚度：≤7 其他：焊接位置: 焊接电流(A)第一层85-90 其次层100-110 电压(V)：20其他技术措施:对接焊缝位置：水平方向：(向上、向下) 焊接速度：140mm/min角接焊缝位置方向：(向上、向下) 摇摆或不摇摆：不摇摆摇摆方式多道焊或单道焊单焊道单丝焊或多丝焊：单丝其他预热:预热温度〔℃〕：层间温度〔℃〕：其他：共3 页第2 页拉伸试验试验报告编号:05GY001试样号编号试样宽试样厚横截面积断裂载荷抗拉强度断裂特点和特征弯曲试验试验报告编号: 05GY001试样编号试样类型试样厚度〔mm〕弯心直径〔mm〕弯曲角度〔°〕试验结果GTAW-Ⅱ-5G-02 14 180 完好GTAW-Ⅱ-5G-02 14 180 完好冲击试验试验报告编号:试样编号试样尺寸缺口类型缺口位置试验温度(℃)冲击收功备注(J)〔mm〕〔mm〕〔mm2〕〔KN〕(Mpa)GTAW-Ⅱ-5G-02 423 423 520 母材拉断GTAW-Ⅱ-5G-02 423 423 520 母材拉断共3 页第3 页金相检验：〔角焊缝〕根部：〔焊透、未焊透〕焊缝：〔熔合、未熔合〕焊缝、热影响区：〔有裂纹、无裂纹〕检验截面焊脚差〔mm〕无损检验ⅠⅡⅢⅣⅤRT：MT：UT：PT：其他耐蚀堆焊金属化学成分〔重量%〕C Si Mn P S Cr Ni Mo V Ti Ni 分析外表或取样开头外表至熔合线的距离〔mm〕：附加说明：结论：本评定按规定焊接试件,检验试样,测定性能,确认试验记录正确,评定结果：(合格、不合格)焊工杨青焊工925 施焊日期2022 年4 月17 日姓名代号编制日期审核日期批准日期第三方检验共2 页第1 页单位名称:省安四分公司焊接作业指导书编号GTAW-Ⅱ-5G-3.5/42-02 日期2022-4-16焊接工艺评定报告编号GTAW-Ⅱ-5G-3.5/42-02焊接方法：手工氩弧焊机械化程度〔手工、半自动、自动〕手工焊接接头: 对接简图:〔接头形式、破口形式尺寸、焊层、焊道布置及挨次〕坡口形式：V 型坡口衬垫：无其他2 60°g 1 0-11-母材:类别名Ⅳ组别名Ⅳ-1 与类别名Ⅳ 组别名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：不限焊缝金属厚度范围: 对接焊缝≤7 角焊缝：不限焊接材料: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〕其他TiG—R30 TiG—R30耐蚀堆焊金属化学成份(%)C Si Mn P S Cr Ni Mo V Ti Nb 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〕预热:焊后热处理: 加热温度〔℃〕 保温时间〔h 〕保护气体:共 2 页第 2 页最低的预热温度〔℃〕〔允许最低值〕气体混合比 流量〔L/min 〕 最高的层间温度〔℃〕〔允许最低值〕保持预热时间加热方式电特性: 保护气体： 氩气 尾部保护气反面保护气7-9 电流种类：直流极性： 正 焊接电流范围(A) 第一层 85-90其次层 100-110电弧电压(V) 20〔按所焊位置和厚度、分别列出电流和电压范围，记录下表〕填充材料焊接电流电弧电 焊接线能量 直 极性径 φ正2.5 φ 正2.5电流(A)85-90 100-110压范围 (V) 20 20速度 (cm/min)〔kj/cm 〕钨极类型及直径：钸钨极φ3.0 喷嘴直径〔mm 〕： 熔滴过渡形式:焊丝送进速度范围技术措施:摇摆焊或不摇摆焊：不摇摆 摇摆参数焊前清理或层间清理：反面清根方式 不清根多道焊或单道焊〔每面〕：单焊道 单丝焊或多丝焊导电嘴至工件距离〔mm 〕其他：锤击编制 曹明 日期 05.4.16 审核 日期 批准 日期焊道/ 层次焊接 方法牌号1手工氩弧焊TiG —R302手工氩弧焊TiG —R30。
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正接 反接 反接 反接 反接
90-110 90-120 160-170 350-600 350-600
14±2 23±2 25±2 24-44 24-44
80-100 110-120 100-120 25-80 25-80
备注：以上参数针对不同焊接工艺进行甑别选用
操作要领及注意事项： 1 摆动或不摆动焊接：微摆动 摆动参数: 不超过使用焊材直径的2.5倍 2 焊道：多层多道焊（见图）多层多道焊时焊接接头应错开，当该层焊道超过摆动参数时要 坡口加工及检测：MT、PT 求多道焊 3 环境温度≥0℃，相对湿度＜90%；电焊风速≤8m/s；氩弧风速≤2m/s； 组队间隙要求：a： b： p： 4 焊条装在合格的焊条保温筒内，并做好持续保温和防潮，焊条/丝头如数回收，不得乱扔 焊后检测 RT UT PT MT 5 自觉遵守工艺纪律，焊工不得超项施焊，不得无证上岗； 目测 其他 合格标准 合格标准 合格标准 6 焊材领用单需经技术员签证确认，不得代签，签字后的领用单未经签字本人同意不得私自 100%检查 没有飞溅、咬 合格标准 合格标准 Ⅰ 级 Ⅰ 级 Ⅰ 级 肉、裂纹、焊瘤等缺 ⅠⅡ Ⅲ级 任意改动 陷，焊缝飞溅清理干净 % % % % %
GTAW SMAW(填充) SMAW(盖面) 冷却方式 测温方法 SAW(填充) 岩棉缓冷 红外测温 SAW(盖面) 岩棉缓冷 红外测温 400℃缓冷 红外测温
H13CrMoA E5515-1CM E5515-1CM H08CrMoA H08CrMoA
φ2.5 φ3.2 φ4.0 φ2.0 φ2.0
、油污等杂物 层以上，多头应错开
须清理干净； 线能量 kJ/cm / / / 32 32
参数时要
不得私自
Hale Waihona Puke 焊接工艺卡（WPS）数依据产品参数选定
管道消应力措施： 项目 加热方式 升温速度 恒温温度及 时间 ≤220℃ 200/焊接 ≤220℃ 250/30min ≤220℃ 750/2h 降温速度
预热 电加热 岩棉缓冷 后热 电加热 岩棉缓冷 ≤260℃ 热处理 电加热 备注：以上参数供参考 ， 具体与热处理单位协商填写 焊前准备： 碳钢砂轮片、焊机检查、参数核实、坡口检测检查、组队间隙检查 人员资质： XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 材质进场检测：PT、MT、UT
工程名称 工艺卡编号 工艺评定报 告编号
XXXXXXXXXXX-007 20160608C+20160608D 20140115+20160318
焊接方法： GTAW SMAW SAW GTAW+SMAW
图文示例：
NB/T47015-2011 GTAW+SAW 2018.2.6 编制单位 编制日期 编制人 审核人 批准人 适用材质类别及牌号： Fe-4 15CrMo/15CrMo-HC 板材结构： 适用规格 壁厚：≤ mm 管径：≤DN 牌号 规格 焊接材料： 牌号 规格 / / 气保焊丝 H13CrMoA φ2.5 E5515-1CM φ4.0/φ3.2 氩弧焊丝 焊条 焊接顺序： H08CrMoA φ2.0 CHF621R 10-60目 1 定位:管壁外板式桥接，坡口内直接桥式点接 埋弧焊丝 焊剂 2 打底:注意将定位焊点除净 工业纯氩 混合气种类 3 基层填充:砂轮打磨或钢丝刷清理，焊前清理焊口及两侧不小于20mm范围内铁锈、油污等杂物 保护气种类 5-10L/min 10-20L/min 正面 反面 4 填充及反面清根填充:焊缝层间清理干净熔渣，接头处打磨，每道焊缝必须焊接2层以上，多头应错开 气流量 Ce-W Ф1.6-Ф2.4 钨极种类及规格： 层多道焊接时焊接接 备注：建议焊丝按天 5 盖面:焊缝表面不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷；焊缝表面及周围飞溅、焊渣必须清理干净； 烘烤参数： 焊材牌号 烘干温度 恒温时间 出库时限h 回收限次 回收 ， 以免现场焊丝 焊接参数 富裕乱扔 。 焊条出库 E5515-1CM 300-350 1h 4 1 规格 焊接速度 电流（A） 电压（V） 焊接方法 焊材牌号 极性 不得超出4h， 烘烤参 （mm） cm/min CHF621R 300-350 1-2h 4 1 执行标准