15CrMo耐热钢焊接性能与焊接工艺
15CrMo、12Cr1MoVG钢焊接技术条件
15CrMo及12Cr1MoVG耐热钢焊接技术要求15CrMo及12Cr1MoVG耐热钢焊接特点：铬钼耐热钢中主要含有铬、钼等元素，这些都是显著提高钢淬硬性的元素，特别是钼的作用比铬约大50倍，它们延迟了钢在冷却过程中的转变，提高了过冷奥氏体的稳定性，从而在较高的冷却速度下可能形成马氏体组织，如果管材厚度较大且焊接不预热时，就有可能产生100%马氏体，转变出现淬硬组织，冷裂纹倾向较大。
铬钼耐热钢还具有再裂纹倾向和回火脆性。
15CrMo管材的焊接工艺要点：（1）焊前应对焊缝坡口及两侧各不小于焊件厚度的3倍范围内预热到70-80℃，且焊接过程中应保证预热范围内的母材（内外表面）温度不低于预热温度，且层间温度不低于150℃，不高于250℃。
（2）焊接使用的焊条一定要严格按要求进行烘干使用，在保温桶的存放时间不得超过4小时，剩余的焊材下班时要及时送回焊材烘干箱，不允许留在保温桶内。
（3）每道焊缝必需一次焊接完成。
每道焊缝焊接工作结束后，必须立即进行消氢热处理。
消氢热处理温度为250-350℃，保温时间为15分钟。
保温工作结束后，用硅酸铝板将焊缝及热影响区包裹采取缓冷措施。
（4）焊缝和热影响区的表面不允许存在咬边、裂纹、气孔、弧坑、夹杂等缺陷。
焊接接头上的熔渣和两侧的飞溅物必须打磨并消除干净。
（5）禁止在焊缝的非焊接部位引弧。
因电弧擦伤而产生的弧坑、弧疤，割除临时附件后，遗留的焊疤，均应打磨光滑，并按JB/T4730.4进行100%磁粉检测，Ⅰ级合格。
（6）探伤不合格的返修部位应对其按照要求进行预热后，方可进行清根、补焊。
补焊完成后，按照要求进行无损检测。
无损检测要求：（1）焊接接头（包含返修焊缝）焊接完成24h后才能进行以下无损检测：严格按照JB/T4730.2进行100%射线无损检测，合格级别不低于Ⅱ级。
（2）水压试验合格24h后，焊接接头应进行以下无损检测：焊接接头按JB/T4730.5进行100%渗透检测，Ⅰ级合格。
15CRMOG耐热钢的焊接工艺
15CrMOG耐热钢的焊接工艺云维厂国外引进的15CrMOG的耐热无缝钢管，用于蒸汽管道，耐高温（400゜左右），工作压力在38~45公斤/㎝2，由于管径小（Ø57×4、Ø38×3.5、Ø32×3.5）壁厚薄，给焊接工作带来一定难度，根据图纸要求，焊接施工质量目标执行现场设备工业管道焊接施工及验收规范（GB50236—98），因此对15CrMOG薄壁耐热钢管采用全氩弧焊焊接，对Ø159×8的耐热钢管道采用手工电弧焊焊接，为了确保焊接质量，我们对薄壁耐热钢管道焊接做了焊接工艺评定，其抗拉、弯曲试验都达到规范要求，为达到优质的焊接接头、特编制以下焊接工艺：1、焊接材料的选择及化学成份的比较。
1：2、15CrMOG耐热钢手工电弧焊采用焊条热307：1：3、15CrMOG耐热钢手工钨极氩弧焊采用焊丝：H13CrMOA、Ø2.5㎜。
2：焊前准备：2：1、坡口制作及清理，坡口加工应用机械制作，坡口角度α=60°焊前将坡口两侧内外20㎜范围内的油、锈、污、毛刺等清除干净，使之露出金属光铎，同时清理焊丝表面的油、锈、等杂质。
2：2、焊条烘烤温度选择：热307焊条烘烤温度为350℃，恒温1—2小时随用随取，焊条使用时必须放入保温桶内、并经100℃—150℃恒温。
2：3、管子或管件对接焊缝组对时，内壁应齐平，内壁错边量不宜超过管壁厚度的10%，且不应大于2㎜。
3：焊接工艺要求：3：1、15CrMOG耐热钢焊接，根据管壁的不同厚度范围，选择不同的予热温度，小管径、薄壁管选择予热温度为150℃—250℃，管道组对定位焊缝也必须采用予热措施，定位焊缝应采用与根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺，并应由合格焊工施焊。
3：2、采用氩弧焊时，严格按照工艺指导书的焊接规范施焊，采用小电流短电弧，快速、少摆动的的操作手法、焊丝应在氩气的保护下过度熔滴，并做好管内壁的氩气保护，以免管内氧化。
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。
15CrMo钢的性能及其焊接方法
15CrMo钢的性能及其焊接方法陈蓉李攀峰陈桂芹（济南市锅检所济南山东250002山东澳信石化装备工程有限公司济南山东250217）山东华宸高压容器有限公司济南山东250101摘要：从理论和实践两个角度，探讨了15CrMoR材料有关的性能及其焊接工艺。
关键词：15CrMoR；焊接工艺；性能1、引言焦碳塔是延迟焦化装置的关键设备，其操作条件十分苛刻，操作温度高，温度变化范围大。
设备直径从5400-8800mm，由于100%射线检测，整体热处理，焊接质量要求非常严格，目前焦碳塔壳体材料一般采用15CrMoR钢，由于15CrMoR钢焊接性能较差，焊接时极容易产生焊接裂纹，因此探讨一套比较合理的焊接工艺十分必要。
2、15CrMoR耐热钢母材性能2.1 GB713-2008对15CrMoR的化学成分规定见表1表1 15CrMoR钢化学成分2.2力学性能见表2其金相组织为铁素体+珠光体+少量的贝氏体，晶粒度5-8级。
表2 15CrMoR钢力学性能3 15CrMoR 焊接时存在的问题15CrMoR中的Cr、Mo合金元素与碳共同作用，使奥氏体稳定性增大，临界冷却速度降低，易产生淬硬组织，导致冷裂纹的产生。
这与合金元素与碳的含量、氢的存在及焊接拘束度有关。
15CrMoR属淬硬倾向高的钢种。
其母材、焊缝具备固定的塑性储备，塑性变形能力相对较低，易在焊接缺陷处产生应力集中，加之氢的扩散聚集，导致诱发裂纹的临界应力值低，冷裂纹倾向较大。
应力状态是引起冷裂纹的直接原因，并会影响氢的分布。
15CrMoR焊接接头的应力状态主要有热应力、组织相变应力和接头外部刚性拘束引发的应力相互叠加的结果。
氢的直接作用主要为扩散氢，向应力集中部位扩散，当达到氢的临界含量值时，便引发裂纹。
来源于焊接材料的水分、坡口上的油污、铁锈及空气中的水分。
在高温焊接电弧作用下，分解的氢原子或氢离子大量溶于焊接熔池。
小体积熔池在快速冷却凝固过程中，氢来不及逸出，已过饱合状态存在于焊缝，在浓度梯度作用下，焊缝中的过饱和氢在一定温度区间（-100~100℃）扩散。
15crmo 焊接热处理要求
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15CrMo合金钢管在不具备热处理条件时的焊接方案
15CrMo合金钢管在不具备热处理条件时的焊接方案15CrMo钢是典型的铬钼珠光体耐热钢，其在高温下具有比较高的抗氧化性
及热强性（δb≥440MPa），并具有一定的抗氢腐蚀能力。
由于钢中含有较高的碳含量及铬、钼等其它合金元素，钢材的淬硬倾向较明显。
15CrMo钢的焊接在国内已有成熟工艺，使用ER55-b2焊丝，手工钨极氩弧焊打底焊接，填充及盖面层采用R307焊条施焊，焊后进行热处理，可得到優质焊缝。
但在不满足现场热处理条件时无法采用此方案。
经查阅相关文献，可以采用ER55-b2焊丝，手工钨极氩弧焊打底，E309Mo-16焊条填充、盖面。
焊后可不进行热处理。
标签：15CrMo；焊接；应用
1 焊接性分析
1.1 热裂纹敏感性计算
2 焊接工艺参数
见表1。
3 试验方案
见表2。
由实验结果可看出，断裂部位都在母材热影响区处，证明焊缝抗拉强度高于母材；弯曲试验合格，说明焊缝的塑性很好，冲击韧性实验结果也在合格范围内，此方法确实可行。
但仍要注意的是，由于使用了奥氏体不锈钢焊条，焊缝组织为奥氏体不锈钢。
长期在高温下运行条件下熔合区会产生碳的迁移扩散，降低焊接接头的强度和塑性。
所以在选择使用此方法焊接时应慎重。
4 应用实例
我单位锅炉车间汽机房中抽下三通为15CrMo材质的异径三通，规格325×219×14，由于年度检修时间紧，所以采用此方案，目前已稳定运行半年。
运行状况良好。
15crmor管道焊接工艺
15crmor管道焊接工艺15CrMoR管道焊接工艺是针对高温压力容器制造的一个重要工艺，15CrMoR是一种钢材，具有优异的高温高压性能和良好的可焊性。
本文将从15CrMoR管道焊接的工艺流程、注意事项和优点等方面介绍这一工艺。
一、15CrMoR管道焊接的工艺流程1.准备工作首先需要准备好所需的焊接工具、设备和材料等。
同时，还需要将待焊接的管道进行清洗和除锈，以保证其表面干净平整，有利于焊接时的质量和效率。
2.定位和对接在对准焊接位置之后，需要进行对接。
在对接的过程中，需要准确计算焊接处的尺寸、距离和角度等参数，以确保焊接结果符合要求。
3.焊接15CrMoR管道的焊接一般采用熔覆焊、氩弧焊、埋弧焊或电弧焊等多种技术。
在焊接的过程中，需要控制好焊接温度、焊接速度和焊接的焦距等参数，以保证焊缝的质量和稳定性。
4.后处理焊接完成后，需要对焊缝进行处理。
这一过程中，需要将焊接处的凸缺、气孔和裂纹等缺陷进行处理和修补，以确保焊接处的表面光滑整齐、无缺陷。
二、15CrMoR管道焊接的注意事项1.焊接前要检查管道材料和配件是否符合规定和要求，以确保其质量符合要求。
2.在进行焊接前，需要对整个焊接环境进行安全检查和防护措施，以避免发生意外事故。
3.焊接中需特别注意保护焊接区域，以避免受到外界因素的影响，影响焊接质量。
4.焊接时需要严格控制焊接温度和焊接速度，以保证焊接质量。
5.焊接后需要进行焊缝质量检查和处理，以确保焊接处的表面光滑整齐，无缺陷，并符合相关标准和要求。
三、15CrMoR管道焊接的优点1.15CrMoR钢材的高温高压性能和良好的可焊性是进行管道焊接的理想材料选择。
2.15CrMoR管道的焊接工艺成熟，技术要求较低，能够很好地满足管道焊接的要求和质量。
3.15CrMoR管道的焊接效率高，能够保证焊接质量、色泽均匀、表面光滑整齐，降低了管道的生产成本和时间成本。
总而言之，15CrMoR管道焊接是一项非常重要的工艺，对于保证高温高压容器的安全和性能具有至关重要的作用。
大直径薄壁15CrMo耐热钢管道焊接施工工法(2)
大直径薄壁15CrMo耐热钢管道焊接施工工法大直径薄壁15CrMo耐热钢管道焊接施工工法一、前言在许多工程领域中，大直径薄壁15CrMo耐热钢管道的应用越来越广泛。
该工法的施工过程相对复杂，需要特定的施工工艺来确保施工质量和安全性。
本文将介绍一种适用于大直径薄壁15CrMo耐热钢管道的焊接施工工法，并详细阐述其工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施以及经济技术分析。
二、工法特点大直径薄壁15CrMo耐热钢管道焊接施工工法具有以下特点：1. 焊接方法：采用TIG焊接、手工电弧焊接以及自动化焊接等多种方法，以确保焊接接头的质量和可靠性。
2. 施工难度大：由于管道的直径大且壁厚薄，需要采用特殊工具和技术来完成焊接工作，施工难度较大。
3. 高温材料：15CrMo耐热钢具有良好的高温抗氧化性能，适用于高温工况，但同时要求焊接过程中的温度控制严格，以确保焊接接头的性能和耐久性。
4. 高要求的人员素质：施工人员需要具有较高的技术水平和经验，以便正确操作焊接设备和完成焊接工艺。
三、适应范围该工法适用于大直径薄壁15CrMo耐热钢管道的焊接施工，特别适用于石油、化工、电力等行业的高温工程项目。
四、工艺原理大直径薄壁15CrMo耐热钢管道焊接施工工法的工艺原理主要是通过合理的工艺选择和施工措施来保证焊接质量和焊缝的可靠性。
工艺原理可以分为以下几个方面：1. 材料选择：选择15CrMo耐热钢管作为管道的材料，以满足高温工况下的需求。
2. 温度控制：通过严格控制焊接过程的温度来避免焊缝产生氧化和变形。
3. 焊接方法：根据不同情况选择合适的焊接方法，如TIG焊接、手工电弧焊接以及自动化焊接等。
4. 焊接参数选择：根据管道的直径、壁厚和工况等因素选择合适的焊接参数，以确保焊接接头的质量和可靠性。
5. 焊接顺序：根据管道的形状和焊接难度，确定合理的焊接顺序以保证整个焊接过程的平稳进行。
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响区发生奥氏体向马氏体转变时 , 氢以过饱和状 态残存于马氏体中 , 产生氢致裂纹 。当焊缝金属 的含碳量和合金元素较高时 , 有可能使母材热影 响区先于焊缝发生相变 , 氢就会从热影响区向焊 缝扩散 , 使焊缝中氢处于过饱和 。当焊缝冷却后 转变为马氏体组织时 , 会产生焊缝冷裂纹 。因此 在焊接时应进行焊前预热 , 焊后热处理 。
7 10 12
预热温度 ( ℃)
230
37
层间温度 ( ℃) ≥230 ≥230 ≥230
2110 焊接第一层时采用氩弧焊 , 管子两端用石棉 塞住以防穿堂风 , 钨极采用直径 2mm 的铈钨极 , 喷嘴直径 12mm , 气体采用纯度为 99199%的工业 氩气 , 气体流量 10～12L /m in。2～8层采用焊条电 弧焊 , 要求每一层焊完把焊渣清理干净后再焊第 二层 , 层间温度不低于 230℃。 2111 每条焊缝应尽可能一次焊完 。当中断焊接 时 , 要将焊口加热到 250℃然后保温缓冷 。重新施 焊时 , 仍需按规定进行预热 。
2005年 1月 总 140期 第 1期
安 装 IN STALLA T ION
Jan12005 Total No1140 No11
15CrM o耐热钢焊接性能与焊接工艺
杨元玉
(福建省工业设备安装有限公司 ,福建三明 365001)
摘 要 : 对 15CrMo耐热钢焊接性能与焊接工艺进行论述 关键词 : 焊接性 ; 焊接工艺 ; 热处理
2 焊接工艺
211 坡口选择及清理 : 21111 坡口选择 U 形坡口 , 见下图 :
21112 坡口内外两侧各 20mm 处的锈 、油 、污应 清除干净 。 212 焊 接 方 法 采 用 氩 弧 焊 打 底 , 焊 条 电 弧 焊 盖面 。 213 焊材选择 : 氩弧焊打底焊采用 H13C rMoA 焊 丝 , 焊条电弧焊填充 、盖面采用 R307焊条 。 214 焊条应进行烘干 , 烘干温度为 350℃, 恒温 1 小时 。 215 预热及焊口组对 : 21511 预热可以采用电加热也可以采用氧 、乙炔 加热采用红外线测温仪进行测温 。
1 15C rMo材料性能 、化学成分及焊接性
111 基本性能及化学成分 : 15CrMo属于珠光体耐热钢 , 它以加入铬 、钼
合金元素为主 , 合金元素铬能形成致密的氧化膜 , 提高钢的 抗氧 化性 能 , 还 有阻 止石 墨化的 作用 。 钼是耐热钢中的强化元素 , 形成碳化物的能力比 铬弱 , 钼优先溶入固溶体 , 强化固溶体 。钼也有 阻止石墨化的作用 , 故应与铬同时加入钢中 , 以 阻止碳的石墨化 。钼的熔点高达 2625℃, 固溶后 可提高钢的再结晶温度 , 有效地提高钢的高温强 度和抗蠕变能力 。钼可以减少钢材的热脆性 , 还 可以提高钢材的抗腐蚀能力 。 112 焊接性 :
作者简介 : 杨元玉 (1954—) , 男 , 福建仙游人 , 大专 , 工程师 。
第 1期 15CrMo耐热钢焊接性能与焊接工艺
21512 焊口组对时应垫置牢固 , 焊口错边量不应 大于 2mm。当达到预热温度时就可以定位焊缝焊 接 (采 用 氩 弧 焊 ) , 定 位 焊 缝 长 度 20 ～ 30mm 为宜 。 216 定位焊缝焊完后 , 各焊点用角向磨光机将各 接头磨成一个坡度 , 以便接头焊透 。同时认真检 查各定位焊是否有夹渣 、气孔 、裂纹等缺陷 , 如 有应将缺陷磨掉重新定位焊 。 217 进行打底焊时应重新测量预热温度 , 如预热
4 检验结果 :
(1) 按 JB4730—94标准 , 经 X射线检验 , 评
定等级全部 I级 。
(2)
按
GB228—2002 标准 ,
抗拉强
度
σ b
485、
475 (MRa) 。
(3) 按 GB229—94 标准 , 冲击 功 ( J ) 焊 缝
153、154、162, 热影响区 132、147、138。
中图分类号 : TG142171; TG44 文献标识码 : B 文章编号 : 1002 - 3607 (2005) 01 - 0015 - 02
福建三明华茂化工有限公司尿素合成塔扩建 工程 , 其中用于输送氨介质的工艺管道 , 设计压 力为 32M Pa, 设计温度为 220℃, 材质有 15C rMo、 20G, 管 径 有 Φ159 ×28、Φ219 ×35、Φ273 ×40 等 , 由于 15CrMo合金钢管道焊接难度比较大 , 焊 接工艺要求比较高 , 本文以 15CrMo合金钢管道焊 接难度 比 较 大 , 焊 接 工 艺 要 求 比 较 高 , 本 文 以 15C rMo合金管道 Φ159 ×28 为例 , 进行焊接性能 及焊接工艺评定作如下论述 。
(4) 按 GB232—99 标准 , 弯曲 180°试验全部
合格 。
(5) 按 GB50236—98 标准 , 热处理前 HB 母
材 123、热影响区 202、焊缝 210、热处理后 HB 母
材 130、热影响区 134、焊缝 217符合要求 。
312 热处理设备采用 LW K - 120 - B 电加热自动 记录仪 , 加热片规格 LCD - 600 ×350, 保温棉采用 厚度为 50mm 的硅酸铝纤维板 。
3 热处理 :
311 热处理的加热速率 、热处理温度下的恒温时 间及冷却速度应符合下图要求 : (厚度 28mm )
313 焊件焊后应及时进行热处理 , 否则应在焊后 立即加热至 300 ～350℃, 加热范围与热处理要求 相同 , 然后保温缓冷 。 314 热处理过程应注意观察记录仪曲线图走势要 均匀 , 保温棉长度要超过加热片 , 管子两端要用 保温棉塞住 , 以防穿堂风 , 保证内外壁温度均匀 。
参考文献 〔1〕HC20225—95化工金属管道工程施工及验收规范 〔2〕GB50236—98现场设备 、工业管道焊接施工及验收规范 〔3〕曾乐 , 现代焊接技术手册 , (上海科学技术出版社 , 1993) 唐振云 tangzhenyun@1631net
温度不够应重新加热 。 218 焊接接头及焊缝排列简图 :
219 焊接工艺参数 :
焊缝 层次
1 2 ～4 5 ～8
焊 材
牌号
规格
H13C rMoA
Φ2
R307
Φ312
ห้องสมุดไป่ตู้
R307
Φ4
电源 极性
直 、正 直 、反 直 、反
电流 (A)
90 115 130
电压 (V )
15 22 25
焊速 cm /m in