低碳钢焊接工艺设计说明书

15crmo钢焊接工艺设计说明书

姓名: 刘超

学号：21030120

科目：焊条电弧焊实作

教师：吴华

班级：焊接1531

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摘要：珠光体耐热钢作为目前锅炉受热面管排最主要的材质，其焊接工艺已经比较成熟，但其焊接质量仍然需要受到足够的重视。正确选择焊接工艺、焊接材料及预热后热温度有利于减少焊接缺陷。

关键词 珠光体耐热钢 焊接工艺 缺陷防治焊接参数母材的基本介绍与数据

1.1 15crmo介绍

15CrMo是一种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。

焊接工艺基础知识焊接是通过加热、加压，或两者并用，使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛，既可用于金属，也可用于非金属。金属焊接方法有40种以上，主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件

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接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。

在熔焊过程中，如果大气与高温的熔池直接接触，大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池，还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。

为了提高焊接质量，人们研究出了各种保护方法。例如，气体保护电弧焊就

焊接工艺基础知识焊接是通过加热、加压，或两者并用，使两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。焊接应用广泛，既可用于金属，也可用于非金属。金属焊接方法有40种以上，主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。

在熔焊过程中，如果大气与高温的熔池直接接触，大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池，还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。

为了提高焊接质量，人们研究出了各种保护方法。例如，气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气，以保护焊接时的电弧和熔池率；又如钢材焊接时，在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧，就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池，冷却后获得优质焊缝。

压焊是在加压条件下，使两工件在固态下实现原子间结合，又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊，当电流通过两工件的连接端时，该处因电阻很大而温度上升，当加热至塑性状态时，在轴向压力作用下连接成为一体。各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程，因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损，和有害元素侵入焊缝的问题，从而简化了焊接过程，也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短，因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料，往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。

钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。

焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用，而发生组织和性能变化，这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同，焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象，也使焊件性能下降，恶化焊接性。这就需要调整焊接条件，焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。另外，焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程，焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩，冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力，矫正焊接变形。

现代焊接技术已能焊出无内外缺陷的、机械性能等于甚至高于被连接体的焊缝。被焊接体在空间的相互位置称为焊接接头，接头处的强度除受焊缝质量影响外，还与其几何形状、尺寸、受力情况和工作条件等有关。接头的基本形式有对接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。

珠光体的平均含碳量是多少

珠光体的平均含碳量是0.77％珠光体是由奥氏体发生共析转变同时析出的，铁素体与渗碳体片层相间的组织，是铁碳合金中最基本的五种组织之一。代号为P。得名具有珍珠般（pearl-like）的光泽。珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间，强韧性较好。

化学成分

力学性能

现货规格

碳钢及合金结构钢碳量经验公式:

C量=[C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]*100% 式:C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu钢该元素含量碳量Ceq(百比)值按公式计算: Ceq=C+Mn/6+(Cr+V+Mo)/5+(Cu+Ni)/15

焊接性分析

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。

材料验收：

⑴、焊接材料：

a、对于15CrMo管道焊条采用R307 （Φ3.2、Φ4.0），氩弧焊丝采用TiGR-30L（Φ2.5）。

b、对于TP321管道，焊条采用进口E347-17 （Φ2.5、Φ3.2），氩

弧焊丝采用进口ER347-Si（Φ1.6、Φ2.0）。焊工手工工具须采用不锈钢制作。

c、焊材应具有产品质量证明书，焊条的药皮不得有脱落或明显裂纹，焊丝在使用前应清除其表面的油污、锈蚀等。

d、焊条应按说明书的要求进行烘烤，并在使用过程中保持干燥。

e、钨极氩弧焊采用铈钨棒，使用氩气的纯度应在99.9%以上。⑵、管道组成件：a、应有质量证明书

b、外观合格，符合规范及制造标准要求

c、有清晰的产品标识⑶、坡口加工：

a、15CrMo钢板坡口加工采用氧乙炔焰切割，并用磨光机除去坡口表

面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层至露出金属光泽。b、TP321钢板坡口采用等离子切割，并用不锈钢专用砂轮片清理加

工面。

c、钢板切口端面倾斜偏差不应大于钢板外径的1%，且不得超过3mm。

d、焊接接头的坡口形式、尺寸及组对要求，