耐热钢焊接工艺共25页
耐热钢焊接
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如果焊后不能立即进行热处理时，则增加消氧处理措施，温度300～400℃， 保温时间视壁厚而定。
珠光体耐热钢焊接工艺要点
焊接注意事项
焊接这类钢必须严格预热、焊后缓冷措施。
一般焊后立即用棉布覆盖焊缝及近缝区，小 的焊件可按臵于棉布中缓冷。 焊接时一次焊完，最好不要中断。如需中间 暂停，应采取后热措施，使已焊部分缓冷。 厚板宜采用多层焊，层间温度不低于预热温 度。
常用珠光体耐热钢及其化学成分（%）
常用珠光体耐热钢的常温机械性能
马氏体耐热钢
若钢中加入的合金元素能使等温转变曲线向右移动，使钢 在奥氏体状态下空冷到室温时，避免550℃左右的珠光体转 变，而马氏体转变温度（Ms）以下转变成马氏体，这种类 型的耐热钢称为马氏体耐热钢。如Cr13系列马氏体耐热钢 。 这类刚在650℃左右时具有较好的抗氧化性，600℃以下具 有一定的热强性，而且具有较大的淬硬倾向，焊接性能较 差。 在火电热力设备中应用的还有一种马氏体+铁素体类耐热钢， 如Cr12WMoV和Cr11MoV等，它们正火后的组织为马氏体+铁 素体。这类钢中由于加入了部分强化合金元素，因此，热 强性比1Cr13耐热钢高，而且还具有较好的组织稳定性、小 的线胀系数和减震性，对回火脆性不敏感，工艺性能也比 较好。
耐热钢的焊接
李军
主要内容
耐热钢的定义、种类和性能 珠光体耐热钢的焊接
马氏体耐热钢的焊接
铁素体耐热钢的焊接
奥氏体耐热不锈钢的焊接
耐热钢的定义和分类
耐热钢是指钢在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。 钢材的耐热性能主要是通过合金元素来保证的。最常 用的合金化元素有铬、钼、钨、钒、钛、铌、硼、硅 和稀土等元素。钢中加入的合金元素的种类和数量不 同，钢的组织状态和耐热性能就不一样。 根据小截面试样正火后的金相组织，耐热钢可分为： 珠光体耐热钢、奥氏体耐热钢、铁素体耐热钢和马氏 体耐热钢。
Cr25Ni20耐热钢炉管的焊接
焊中,峰值电流区间时电弧短,基值电流区间时电弧长,长弧与短弧差控制在1mm 以内,焊接效果较好。
应用这种弧长控制方式要注意:①弧压随电流的变化不是瞬间的,弧长控制时要避开弧压在脉冲交变时的前沿振荡。
②由于弧长调节响应速度有限,为了实现有节奏的变弧长调节,钨极摆到两端时,焊枪要有足够的时间下调至短弧,钨极在摆动中,焊枪要有足够的时间上拉至长弧。
实焊证明,如果钨极在两端点的停留时间与中间的摆动时间相同,当摆动频率大于2Hz 时难以实现有节奏的变弧长调节。
本控制单元能根据主机的设定值选择弧长控制模式,结合对焊接电源的控制,不难用单片机程控实现本单元的控制功能。
综合考虑,虽然各区可按需要设定焊接工艺参数,但为了保持焊缝成形的连续性,使其波纹均匀美观,相邻各区之间的参数不宜相差过大,即区与区之间过渡应缓慢,实际施焊中,6、7区之间过渡时经常出现烧穿现象,所以电流增加不能太大,并采用增加电压的方法来过渡。
3 工艺试验和接头检验下表所示为经实焊证明比较合适的焊接工艺参数。
焊接试验采用12Cr1MoV 钢管,壁厚35mm ,管径325mm ,带钝边的U 型坡口(坡口角度β=15°、根部间隙b =2mm 、钝边p =2mm 、根部半径R =10mm )。
打底焊后,依次设定填充层及盖面层焊接工艺参数,完成接头焊接任务。
经超声波探伤和接头力学性能检验、金相检验,焊缝质量均符合使用要求。
焊接工艺参数项目 打底焊盖面焊焊接峰值电流I /A 220240焊接基值电流I /A 130210焊接峰值电压U /V 9.410.1焊接基值电压U /V9.29.5钨极摆角(°)1020中间摆动时间t/min 0.30.6两端停留时间t/min 0.30.4焊接速度v /(mm ・min -1)12090送丝速度峰值v /(mm ・min -1)7601400送丝速度基值v /(mm ・min -1)6406004 结 论采用适当的打底焊焊接工艺参数,可一次完成管道全位置焊接打底焊单面焊双面成形。
第九章耐热钢、不锈钢的焊接
第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接
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第3节 奥氏体不锈钢的焊接
一、奥氏体不锈钢的分类和特性
含18%Cr和9%Ni，称为18-8钢。 加入Ti、Nb消除晶间腐蚀；加入Mo、Cu提高耐酸腐蚀能
力。
奥氏体钢不能用淬火强化，可通过形变强化。
奥氏体钢固溶处理得到单相奥氏体组织，再加热到400～ 800℃容易沿晶界析出Cr23C6（敏化处理）。
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第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接
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第1节 耐热钢、不锈钢概述
不锈钢腐蚀失效形式 均匀腐蚀（表面腐蚀） 局部腐蚀 晶间腐蚀 点腐蚀及缝隙腐蚀 应力腐蚀开裂
晶间腐蚀产生的原因：碳化铬的析出 相的析出 晶界吸附 稳定化元素高温溶解
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第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接
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第1节 耐热钢、不锈钢概述
晶界析出。 避免措施：限制焊缝中δ相；采用较小的线能量；固溶处理。
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第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接
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第3节 奥氏体不锈钢的焊接
三、奥氏体钢的焊接工艺
1、焊接方法 焊条电弧焊
为提高抗热裂能力，宜选择碱性药皮焊条。
钨极氩弧焊
热输入小，适宜薄板和薄壁管件的奥氏体钢焊接。
熔化极氩弧焊
3、预热和焊后热处理 预热是防止冷裂纹和再热裂纹
的有效措施之一。 预热温度根据碳当量、接头拘
束度和焊缝金属的扩散氢含 量决定。
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第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接
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第2节 珠光体耐热钢的焊接
焊后热处理不仅消除焊接残余应力，更重要的是改善组织。 珠光体耐热钢一般采用高温回火处理。
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焊接高级技师论文-耐热钢壁管的TIG焊接工艺
山东省“金蓝领”焊工技师（或高级技师）论文耐热钢薄壁管的TIG焊接工艺作者：单位：日期：耐热钢薄壁管的TIG焊接工艺摘要：通过焊接工艺试验和实践经验，介绍了12cr1MOV耐热钢薄壁管不作焊前预热和焊后热处理，管内不充氩气保护的氩弧焊焊接工艺。
这类耐热钢焊接时的主要问题是焊接接头的热影响区或融合区容易铲射冷裂纹。
为了消除或减少冷裂纹的形成，在设计焊接结构时，要选择合理的结构形式，避免焊接时的应力集中。
要严格清理，清洗焊丝，彻底清理坡口两侧15mm内油垢、铁锈及油漆等，正确选用焊接参数。
要选择合理的焊接顺序，以减少焊接残余应力。
耐热钢薄壁管的 T I G焊接工艺概述：2003年我公司承建的金阳电厂 75T 锅炉安装工程采用了工艺，取得了一次性X射线探伤100%合格的好成绩。
提高了工效，简化了一些对施工不利的工序，改善了施工环境，操作简单方便，节约能源，节省了所有的辅助工时，降低了成本。
特别对于空间位置狭窄的施工环境作业，其优点更为突出。
手工钨极氩弧焊的焊接工艺，一般在焊接过程中，为了防止焊缝根部氧化，要在焊缝背面充注氩气保护。
另外，12Cr1MoV耐热钢在焊接过程中其热影响区具有较大的淬硬倾向，当接头内存在较大的焊接应力和金属中扩散氢含量过高时，较易产生冷裂纹。
因此，通常都采用焊前预热、焊后热处理的工艺。
且浪费极大。
特别在排列密集、空间位置狭窄、高处作业时难度更大。
因此。
我们选用了手工钨极氩弧焊管内不充氩气保护，焊前、焊后均不进行热处理作为课题进行探讨。
对12Cr1Mov薄壁管焊接进行了工艺试验及工艺评定，经检验表明：这种接头性能完全符合国家质量规范要求。
1.焊接机具及焊接材料的选用（1）焊机焊接设备根据实际需要选用150A至300A的直流氩弧焊机。
（2）焊接材料焊接材料包括：焊条、焊丝、气体（氩气纯度为99.5%）焊丝选用时考虑化学成分与母材等同的焊丝。
为减少焊缝金属淬硬倾向，并为取消焊前预热，焊后热处理创造条件，决定选用机械性能和化学成分都较接近母材的Ho8CrMoVA.焊丝熔敷金属化学成分表：表1Ho8CrMoVA熔敷金属化学成分（%）2.焊接工艺试验在制定焊接工艺规程前，对材质的裂纹敏感性Pcm进行了计算。
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的要求，对合金钢管道组成件主体的关键合金部分应采用光谱分析等进行复查。
表1 A335-P22无缝钢管的化学成分表2 A335-P22无缝钢管的力学性能焊接材料焊接材料的选择应根据所焊管材的化学成分、力学性能及使用和施焊条件进行综合考虑的，所以焊接材料的合理选用必须慎重。
111耐热钢及其焊接工艺
牌号
烘干温度 烘干时间 保持温度
/℃
/h
/℃
E5003-A1 E5503-B1 E5503-B2
R102 R202 R302
150～200
1～2
50～80
E5015-A1 E5515-B1 E5515-B2 E6015-B3
E5515B2-V
E5515B3VWB
R107 R207 R307 R407 R317 R347
• 焊接材料在使用前应作适当的预处理。
–埋弧焊丝用光焊丝，表面要清理干净。 –镀铜焊丝应将表面积尘和污垢仔细清理。 –焊条和焊剂要妥善保管，在使用前，应严格按工艺规程的规
定进行烘干。 –表5-3列出了几种常用低合金耐钢的焊条和焊剂烘干温度。
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表5-3 常用耐热钢焊条和焊剂的烘干温度
焊条与焊剂
型号
件下工作时，会因成分不均匀而导致合金元素扩 散，使焊接接头的高温性能不稳定；焊缝强度不 能选得过高，以免使焊缝塑性变差，甚至产生冷 裂纹。 • 焊接材料中碳的质量分数应略低于母材，其 wc<0.12％，但不得低于0.07％，否则会造成焊 缝金属的冲击韧度、热强性等降低。含碳量对 10CrMo910钢焊缝金属冲击韧度的影响如图5-3所 示，焊缝金属wc＝0.08％时的韧性明显高于wc＝ 0.05％的焊缝。
的马氏体和上贝氏体等组织。如图5-1所示，12Cr2MoWVTiB钢氩弧焊 焊接接头的过热区出现了粗大的马氏体组织。
图5-1 12Cr2MoWVTiB 钢过热区组织
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• 2．消除应力裂纹倾向
– 低合金耐热钢中的Cr、Mo、V、Nb、Ti等元素属于强碳化物元素， 若结构拘束度较大，那么在消除应力处理或高温下长期使用时， 在热影响区的粗晶区容易出现消除应力裂纹。图5-2为10CrMo910 钢焊接接头在620℃回火处理后出现的消除应力裂纹。
耐热钢的焊接工艺
耐热钢的焊接工艺耐热钢的焊接工艺1.耐热钢的焊接性分析高温下具有足够的强度和抗氧化性的钢称为耐热钢，高温下具有足够的强度和抗氧化性的钢称为耐热钢。
耐热钢按其合金成分不同，可分为低合金（合金的质量分数在5%以下），中合金（合金的质量分数为5%～12%）和高合金（合金的质量分数为12%以上）耐热钢。
耐热钢主要用于重油裂解、煤液化等新工艺所需要更趋高温、高压以及原加氢反应器大型化的设备制造。
以Cr、Mo为主要合金元素的低合金耐热钢，基体组织是珠光体（或珠光体+铁素体）称为珠光体耐热钢，常用钢号有15CrMoR（SA387Cr12）、14Cr1MoR、（SA387 Cr11）12Cr2Mo1R （SA387 Cr22）、12CrMoV、12Cr2MoWVTiB、14MnMov。
由于珠光体耐热钢中含有一定量的Cr、Mo和其它一些合金元素，所以热影响区会产生硬脆的马氏体组织，低温焊接或焊接刚性较大的结构时，易形成冷裂纹。
下面主要讨论低合金耐热钢的焊接工艺。
2.耐热钢的焊接主要的工艺措施（1）预热预热是焊接珠光体耐热钢的重要工艺措施。
为了确保焊接质量，不论在定位焊或正式施焊过程中，焊件都应预热并保持为80～150℃用氩弧焊打底和CO2气体保护焊时，可以降低预热温度或不预热。
（2）焊接材料低合金耐热钢焊接材料的选用原则，焊缝金属的合金成分与强度性能基本上与母材金属相应指标一致，或应达到产品技术条件提出的最低性能指标。
（3）焊后缓冷焊后应立即用石棉布覆盖焊缝及热影响区，使其缓慢冷却。
（4）焊后热处理焊后应立即进行高温回火，防止产生延迟裂纹、消除应力和改善组织。
焊后热处理温度应避免在350～500℃温度区间内进行，因珠光体耐热钢在该温度区间内有强烈的回火脆性现象。
3.典型耐热钢的焊接工艺举例1. 15CrMoR（SA387Cr12）钢的焊接工艺该钢的焊接性良好，焊接时焊条电弧焊可选用R307焊条。
施焊时可选用直流反接，短弧焊接。
大口径厚壁耐热钢管道焊接工艺
大口径厚壁耐热钢管道焊接工艺摘要：我公司承建的新疆独山子石化千万吨炼油及百万吨乙烯项目化工厂区外管网安装工程第三、四标段，由中国寰球工程公司设计，在第三标段J管廊中有两条从热力站出来的蒸汽总管线，其中一条管道材质为A691 GR. 1 1/4 CR CL22，主管径为DN750mm管道厚度为26.92mm，另一条管道材质为A335 GR.P11，主管径为DN500mm管道厚度为20.62mm。
如此大口径及厚壁的耐热钢管道为我公司第一次接触焊接，无已有经验可循。
由于耐热钢有延迟裂纹倾向，为了保证焊接质量，我们项目部专门编制了相应焊接工艺指导焊接作业。
关键词：大口径；焊接；工艺要求引言经查阅相关资料后，该两种管道材质相当于国内1.25Cr-0.5Mo，在GB50236-1998中属于P4-1组别，属于耐热钢。
根据其壁厚和材质，选用了我公司工艺评定WPQ-127，焊接方法为氩电联焊，焊丝为TIG-80B2，焊条为R306。
焊前预热170℃~300℃，焊后热处理700℃~746℃。
综合考虑管径和壁厚，焊接一道口必须由两名焊工同时进行焊接，以保证连续焊接和层间温度。
综合对比焊条R306与R307的实际焊接效果后，最终选用的焊条为R307。
经研究讨论确定相关焊接工艺及热处理要求如下：1、耐热钢管线焊接说明㈠组对及坡口要求：⑴、组对及坡口角度具体见焊接工艺指导书。
⑵、管线经过火焰切割的坡口表面处理后需进行渗透检测。
⑶、焊前应将坡口及其边缘内外表面不小于20mm范围内的油、漆、垢、锈等清除干净。
⑷、定位焊接焊缝应均匀分布（其尺寸见下表），定位焊接与正式焊接要求一样。
预热范围为焊缝中心向两侧各不小于三倍壁厚，且不小于50mm。
㈡焊接要求：⑴、耐热钢的焊接性能差，焊前需要预热，焊后须缓冷，尽可能避免冷至室温，再进行高温回火处理。
焊后焊缝不得有咬边等外观质量缺陷。
⑵、耐热钢的焊接选用氩电联焊的焊接方法，当采用钨极氩弧焊根焊时，背面须采用充氩保护。