耐热钢焊接
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。
珠光体耐热钢的主要特点与焊接工艺措施
珠光体耐热钢的主要特点与焊接工艺措施以铬——钼为基的低、中合金珠光体耐热钢（包括贝氏体钢），是电力、石油、化工等工业高温条件（600℃以下）工作的重要金属材料，广泛地使用于235~550℃温度范围，不仅有很好的抗氧化性（又称热稳定性）和热强性（又称高温强度），还有比较好的耐硫腐蚀和耐氢腐蚀的性能。
这种钢的合金元素相对较少，价格便宜;同时还具有良好的冷、热加工工艺性能，为其它耐热材料所不及。
一、珠光体耐热钢的主要耐热特点。
1、高温强度高。
衡量耐热钢高温强度的指标是蠕变强度和持久强度。
影响耐热钢高温强度的主要因素是它的成分。
钼本身的熔点很高，因而能显著提高金属的高温强度，所以，珠光体耐热钢都含钼。
铬钼钢中加入钒，组成铬钼钒钢。
加入钒后，能强烈地形成碳化钒。
碳化钒呈弥散状分布，阻碍高温时金属组织的塑性变形。
另外，由于碳与钒化合，保证了钼能全部进入固溶体中。
钒的这两个作用都能提高高温强度。
加入少量的钨、铝、硼等元素，其目的也是为了提高高温强度。
2、高温抗氧化性强。
加入铬，在金属表面形成致密的氧化铬保护膜，从而防止内部金属受到氧化。
铬除了能提高钢材的高温抗氧化性以外，还可以提高钢材高温耐腐蚀性。
碳对耐热钢的高温抗氧化性极为不利，所以，铬钼耐热钢中的含碳量一般低于%。
二、珠光体耐热钢的主要焊接弱点及防止措施。
珠光体耐热钢焊接时，在焊接区存在着易产生冷裂纹、热裂纹和再热裂纹的可能，焊接接头韧性低，长期使用后的回火脆性、蠕变脆性、氢脆性和应力腐蚀裂纹等问题。
— 1/3 —— 1/3 —1、焊接接头易产生冷裂纹——焊接接头冷却到室温后产生的裂纹。
珠光体耐热钢，由于含有铬、钼、钒等元素，加热后在空气中冷却时，具有明显的淬火倾向，焊接时在焊缝和热影响区，很容易出现硬而脆的马氏体组织。
这不仅影响焊接接头的机械性能，而且产生很大的内应力，常常导致焊缝的热影响区产生冷裂纹，这是珠光体耐热钢最常见的焊接缺陷之一。
（1）焊缝及热影响区硬度倾向与下列因素有关：]。
耐热钢的焊接方法
耐热钢的焊接方法
耐热钢的焊接方法取决于具体的耐热钢材料和焊接要求。
下面列举几种常用的耐热钢的焊接方法：
1. 电弧焊（手工电弧焊和自动电弧焊）：这是最常用的耐热钢焊接方法。
根据具体的耐热钢材料和焊接要求，可以选择适合的电弧焊材料和电弧焊工艺。
2. 氩弧焊：氩弧焊通常用于焊接不锈耐热钢。
氩弧焊具有较高的稳定性和焊缝质量，适合要求较高的焊接。
3. 电渣焊：电渣焊通常用于焊接厚板，适用于耐热钢的大尺寸焊接。
4. 焊锡焊接：适用于焊接低温和中温耐热钢。
5. 激光焊接：激光焊接适用于焊接较细小和特殊形状的耐热钢，具有较高的焊接质量和焊接速度。
6. 电子束焊接：适用于需要较高焊接质量和较小热影响区的耐热钢。
在选择耐热钢的焊接方法时，需要综合考虑焊接材料、焊件结构、焊接要求和设备条件等因素。
同时，在焊接过程中，需要注意选用合适的焊接材料和焊接工艺，
确保焊接质量和焊接性能。
最好在进行具体焊接前，咨询专业的工程师或焊接技术人员，以确保选择适合的焊接方法。
耐热钢焊接焊条选用及说明
耐热钢焊接焊条选用及说明在高温下工作的钢叫做耐热钢，耐热钢应具备高温化学稳定性和高温强度，耐热钢按显微组织可分为珠光体耐热钢、铁素体耐热钢、马氏体耐热钢和奥氏体耐热钢四类；珠光体耐热钢通常热强钢，另有专篇，不再叙述，这里只讲铁素体耐热钢、马氏体耐热钢和奥氏体耐热钢。
一般来说，钢中含Cr达到5%，在600℃下具备了抗氧化能力，当Cr达到12%时，抗氧化能力可达800℃，当Cr达到20%时，抗氧化能力可达950℃，当Cr达到25%时，在1050℃高温下耐热钢表面不起氧化皮，高温化学稳定性非常强；铬金属是耐热钢中最主要的合金元素，所以耐热钢含铬量大都在12%以上。
相对而言，铁素体耐热钢和马氏体耐热钢高温强度低且塑韧性不好，耐热性能不如奥氏体耐热钢，奥氏体耐热钢与奥氏体不锈钢相比，含碳量高一些，有些钢种既是不锈钢又是耐热钢。
本文依据GB/T 4238-2015《耐热钢钢板与钢带》和GB/T 983-2012《不锈钢焊条》标准，选出14种代表性耐热钢材料及其适用的12种焊条，基本涵盖适用温度范围，其余耐热钢焊接时焊条选择也可以参照使用。
一、焊条选用原则1、耐热性对等焊缝与母材都在同一个温度下服役，若焊缝耐热性差就会影响整体功能，若焊缝耐热性过剩则会造成浪费，只有两者对等才是最适宜的。
2、化学成分相近为确保焊缝金属与母材具备相同的耐热性，焊条熔敷金属化学成份与母材应尽量相近；同时两者化学成份相近使得它们膨胀系数相近，避免了因膨胀系数不同在焊接接头处产生内应力。
3、保证抗裂性对抗裂性差的耐热钢可以用化学成分差异化来选择焊条，防止冷裂纹，确保施工可焊性。
如马氏体耐热钢、沉淀硬化耐热钢。
二、焊条选用一览表见表1。
表1：焊条选用表耐热钢牌号 最高使用温度℃应用举例 焊条型号焊条牌号(对应或适用)07Cr18Ni11Ti 900 通用构件 E347-17 A13212Cr18Ni9Si3 900 汽车排气净化装置E349-17 A08216Cr23Ni13 900 退火炉罩 E309-17 A302 20Cr25Ni20 1035 坩埚、燃烧室 E310-17 A402 06Cr19Ni13Mo3 900 热交换器部件 E317-17 A242 12Cr16Ni35 1035 石油裂解装置 E330MoMnWNb-17 A602 16Cr20Ni14Si2 1050 冶金电炉部件 E309Nb-17 A312 022Cr11NbTi 800 汽车排气管 E410-17 G202 10Cr17 900 喷油嘴 E430Nb-17 G302 16Cr25N 1082 燃烧室 E309-17 A302 12Cr13 800 高温螺栓 E410-17 G202 22Cr12NiMoWV 800 汽轮机叶片 E409Nb-17 G217 06Cr17Ni7AlTi 500 容器 E16-8-2-17 A512 06Cr15Ni25Ti2MoAlVB700 汽轮机轴 E16-25MoN-17 A502三、焊条化学成份及力学性能：见表2及表3。
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。
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
9
• 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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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。
焊缝中的不同可分为结晶裂 纹、多边裂纹和液化裂纹。它们在凝固温度区间或凝固温 度以下，由于拉伸应力的作用，在焊缝金属中以及靠近熔 合区的热影响区，沿着晶界或二次边界产生的开裂称热裂 纹。在实际生产中应用的珠光体耐热钢，很少在热影响区 产生热裂纹，而多数在焊接中产生，特别是弧坑处。 热裂纹的产生与珠光体耐热钢的凝固温度区间的大小有直 接关系。 焊缝成形系数φ（φ=b/h）对热裂纹的产生也有一定的影 响，一般情况下，随焊缝的成形系数φ的增加则产生热裂 纹的倾向减小。
珠光体耐热钢焊接时容易产生的问题
焊接接头产生冷裂纹 焊缝中产生热裂纹 热影响区的再热裂纹 回火脆化现象
焊接接头冷裂纹
珠光体耐热钢焊接过程中最常见的焊接缺陷之一就是在热 影响区的粗晶区产生冷裂纹。 由于这类钢中含有铬和铜元素，有明显的淬硬倾向。 焊接时在焊缝和热影响区容易产生硬而脆的马氏体组织， 在较大的焊接应力的作用下，易使接头的热影响区产生冷 裂纹。焊接冷却过程中，热影响区奥氏体没有转变时，焊 缝中奥氏体转变已开始。这时焊缝中的氢因溶解度突然降 低而相近缝区尚未转变的奥氏体内扩散，待近缝区奥氏体 转变时，温度已很低，氢无法向外逸出，只能在马氏体中 呈饱和状态存在，使马氏体的脆性增加，这一切均增加了 近缝区产生冷裂纹的倾向，所以冷裂纹产生于近缝区。 在实际生产中，为了防止冷裂纹的出现，一般都采用焊前 预热、控制层间温度、焊后去氢处理、改善组织状态以及 减小和消除应力等处理方法。 另外，正确选择坡口形式，合理安排焊接顺序以及尽量减 小焊接接头应力集中程度，降低焊接接头残余应力值等， 这都是很有效的工艺措施。
常用奥氏体耐热不锈钢化学成分 （%）
常用奥氏体耐热不锈钢常温机械性能
珠光体耐热钢的焊接
珠光体耐热钢常用的焊接方法有焊条电弧焊、埋 弧自动焊、钨极惰性气体保护焊、熔化极惰性气 体保护焊(MIG焊)、CO2气体保护焊、电子束焊、 电渣焊和钎焊等。 在薄板和小直径管子对焊时，也采用氧一乙炔焰 气焊方法，但由于这种焊接方法不能充分保证耐 热钢的接头质量，因此在大批量生产的情况下， 这种焊接方法已很少用。另外，对于小棒材和小 直径薄壁管也可采用电阻焊。无论采用那种焊接 方法，焊后必须满足其焊接接头的设计要求
珠光体耐热钢焊接工艺要点
预热和焊后热处理 除了薄板和管外，这类钢焊接一般都要焊前预热。为 了防止冷裂纹和消除近缝区硬化现象，正确选择预热温度和焊后热处理是 非常重要的。关于预热温度和焊后热处理的确定，不仅取决于钢的成分， 而且与 产品结构尺寸和结构拘束度等具体条件有很大关系。生产实际中， 必须结合具体条件，通过试验来确定预热温度及焊后热处理温度。 推荐常用珠光体耐热钢的焊前预热温度和焊后热处理温度见下表
回火脆化现象
Cr—Mo钢产生回火脆化的主要原因是由于 在回火脆化温度范围内长期加热后，杂质 元素P、As、Sn和Sb等在晶界上偏析而引起 的晶界脆化现象，此外与促进回火脆化元 素Mn和Si也有一定关系。 对基体金属来说，严格控制有害杂质元素 的含量，同时降低Mn和Si含量是解决脆化 的有效措施。
钢号 12CrMo 15CrMo 壁厚 （mm） >10 >10 焊前预热 （℃） >150 >150 焊后热处理 （℃） 650~700 680~700
20CrMo
12Cr1MoV 12Cr2WMoVTiB 12Cr5WMoVTiB
任何板厚
>6 任何板厚 任何板厚
>200
150~200 >200 >200
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。
E5515－B2－ WV
ER55－ B2WVNbB
珠光体耐热钢焊接工艺要点
焊接方法的选用 原则上凡是经过焊接工 艺评定试验证实，所焊接头的性能符合相 应产品技术条件要求的任何焊接方法均可 以用于珠光体耐热钢的焊接。 目前，在生产实际应用的焊接方法有：焊 条电弧焊、埋弧自动焊、熔化极气体保护 焊、电渣焊、钨极氩弧焊等。
热影响区的再热裂纹
(3)焊接工艺的影响： ①选用低组配焊缝，这样焊缝金属具有良好的塑性，使焊接 残余应力通过焊缝的变形得到一定的释放，对防止再热裂纹 的产生有一定的作用。 ②焊前对焊接结构进行预热可以降低焊接残余应力、减缓焊 后冷却速，因此能降低再热裂纹的产生倾向。 ③再热裂纹的产生部位一般都在工件较厚的地方。所以，在 厚板结构的焊接过程中，当焊缝焊到一定厚度后，先进行一 次中间消除应力热处理，有利于防止再热裂纹的产生。 ④如前所述，焊接线能量越大，产生再热裂纹的倾向就越大。 所以，从防止再热裂纹产生方面考虑，应尽量选择小些的焊 接线能量。但焊接线能量越小，产生冷裂纹的倾向就越大。 因此，在实际焊接生产中，两者的利弊必须兼顾。 ⑤焊后用砂轮将焊缝余高和焊趾处进行打磨，使之圆滑过渡 可以降低焊接接头残余应力水平，对防止再热裂纹的产生十 分有利。
常用马氏体耐热钢及其化学成分（%）
部分马氏体耐热钢的常温机械性能
铁素体耐热钢
铁素体耐热钢为了提高其耐腐蚀性和耐热 性，加入了相当数量的铬、硅和铝等铁素 体元素，使钢从高温冷却下来获得单相铁 素体组织。如1Cr13Si3、1Cr18Si2和 1Cr25Si2等均属铁素体耐热钢。 由于这类钢中加入了较多的铁素体元素， 故具有很好的高温下不起氧化皮性能，但 其焊接性较差，并具有较大的脆化倾向。
720~760
720~760 740~780 740~780
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。
珠光体耐热钢
这类钢的合金元素总含量一般不超过5％～7％，正火后得 到珠光体组织，在500℃～600℃时具有良好的热强性，冷 加工、热加工和焊接性能也良好，价格比较便宜。因此这 种钢被广泛地应用，其中使用最多的是铬钼钢和铬钼钒钢。 这类钢的含Cr量一般主0.5％～9％，含Mo量一般为0.5 ％—1％。随着Cr和Mo含量的增加，这类钢的高温强度、 抗氧化性能和抗硫化物腐蚀性能也随之提高。 这类钢中加入少量的合金元素V、W、Ti、Nb等，可进一步 提高热强性。
示例-12CrMo钢焊接
（1）焊接材料的选择 焊条电弧焊可采用R202和R207电焊条进行焊接。 热202为酸性焊条，可交、直流两用，能进行全 位臵焊接。此焊条可用来焊接工作温度510℃以下的 12CrMo珠光体耐热钢的蒸汽管道和过热器官等。 热207为碱性焊条，施焊时应采用直流反接，短 弧操作。可进行全位臵焊接。此焊条可用来焊接工 作温度为510℃以下的12CrMo珠光体耐热钢的高温高 压锅炉管道、化工容器等构件。 这种钢采用气焊和埋弧自动焊时，应选用 H12CrMo焊丝，焊前应将焊丝表面的油污和铁锈等杂 质清除干净。气焊时应注意选用中性火焰。
热影响区的再热裂纹
所谓再热裂纹是指在焊后消除应力热处理过程中或在高温 下工作一定时间后产生的裂纹。这种裂纹一般情况下都是 产生于热影响区的粗晶区，极少数产生在焊缝金属中。 影响再热裂纹的因素有如下几个方面。 (1)合金元素的影响：对再热裂纹的产生有较大影响的合 金元素有铬、钼、钒、铌和钛等，它们都是强烈碳化物形 成元素，会增加钢的再热裂纹敏感性。 (2)焊接残余应力的影响：焊后消除焊接残余应力过程中， 残余应力是通过金属的蠕变变形获得松弛的。焊后残余应 力越高，要达到同样消除残余应力程度所需要的蠕变变形 量就越大，此时，若材料的变形能力不能满足这种较大的 蠕变变形量要求时，就会产生再热裂纹。反之，就不产生 再热裂纹。所以，再热裂纹往往产生于焊接残余应力值高 的部位。焊接接头中的咬边、缺口、根部未焊透和焊趾处 焊接残余应力峰值较高，往往是再热裂纹的裂源。
部分铁素体耐热钢的化学成分（%）
部分铁素体耐热钢的常温机械性能
奥氏体耐热不锈钢
奥氏体钢中加入较多的奥氏体化元素，可使等温转变曲线向右 移动，并且还能使马氏体转变温度(Ms点)降至室温以下，这种 钢空冷到室温时，可以获得单相奥氏体组织。奥氏体钢具有优 良的热强性和耐蚀性，故又称其为奥氏体耐热不锈钢。 这类钢主要用于550℃以上的锅炉过热器管及主蒸汽管道和 650℃以下工作的汽轮导管及阀体等。 这类钢如果在540℃—870℃下长期工作，则会从奥氏体组织中 析出δ相，分布于晶介而使这类钢的脆性倾向增大。 lCrl8Ni9钢在敏化温度区间(450℃—850℃)加热时，有时还会 因碳化铬沿晶界析出，导致这种钢在腐蚀介质中产生晶间腐蚀。 不过这种钢加入钛和铌以及经稳定化处理后，可以避免和消除 晶间腐蚀的产生。 近些年来，我国的科学工作者根据本国的资源情况，研制出了 一系列的铬锰型和铬锰铌型奥氏体耐热不锈钢，使这类钢的成 本大幅度地降低。如Mnl7Cr7MoVNbBZr、Mnl8Crl8MoVB和 Crl8MnllSi2等钢种。