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1、T91 材料焊接及热处理1 T91/P91 钢的焊接性能分析1.4 T91/P91 钢的组织为马氏体，供货状态一般为正火+回火，属于高合金钢，焊接性较差，易出现冷裂纹、焊接接头脆化、HAZ 区软化等问题，必须严格按照工艺规程，方可获得满意的焊接接头。1.2 应该严格控制焊接和热处理温度，采用较小的参数焊接是应该注意的重点。1.3 热处理理想保温时间适当延长，有利于焊接接头常温冲击韧度的提高。2 钢材和焊材该种铝材及其焊材部分国家牌号对照，见表 1、表 2。表 1 部分国家的钢材牌号的对照美国 德国 日本 法国SA-213T91SA-335p91X10CrMoVNb91 HCM9S TUZ10C
2、DVNb9表 2 部分国家焊材牌号的对照国名 美国 英国 德国 日本TIG 焊丝 ER90S-B9Babcock Bw41b9CrMoV-N C9MV-1G TGS-9cbSMAW 焊条 E9015-B9 ECrMoV91 BabcockM FoxC9MV CM-9cb3 焊前准备3.1 焊接设备选用带衰减的逆变式直流弧焊机3.2 焊丝去除表面的油、垢及锈等污物，露出金属光泽焊条进过 350烘熔 1.5-2h,置于 80-100保温筒内，随用随取。3.3 坡口制备关键注意两点氢弧焊填充时预热温度取 160-180，温度过高不利于焊工操作，易产生缺陷，还会加重根部氧化。电弧填充时，道间温度控制在
3、 280-320之间，因为第一，从工艺上讲，为防止产生热裂纹和减少区的粗晶脆化，需选择小参数，以减少高温停留时间，但采用小参数，焊缝冷却速度快，容易产生淬硬组织而导致冷裂纹、这是个矛盾。T91/P91 钢的 MS 点转变温度大约在 380左右，预热温度选在 280-320，即 MS 点温度附近，既能保证高温停留时间短，又能使马氏体转变时冷速缓慢，并形成自回火马氏体，解决了既要采用小参数，又不能让焊接冷速太快的矛盾。第二，从手工操作上讲，该种钢的焊条在300左右的预热温度下，有最佳操作性能，熔滴过渡及铁水流动性和飞溅都明显改变。4.3 TIG 打底焊4.31 为防止 T91/P91 钢焊缝根部氧
4、化 ，焊前在管内冲氩保护。冲氩保护范围以坡口轴向中心为基础，各侧各 250-300mm 处贴上两层可溶纸（可用报纸代替） 。用浆糊粘住，做成密封气室。利用细钢管把头敲扁插入焊缝内（有探伤孔控的管道可从探伤孔充氩） ，大管流量为 20-30L/min，小管流量一般为 10-15L/min，冲氩时，当感觉氩气从焊缝间隙轻微返出时（也可用打火机是否熄灭来判断） 。用石棉条将焊口间隙堵住，此时将氩气流量减少 1/3，流量过大会产生内凹的缺陷，焊一段石棉条拨开一段。4.32 采用两层 TIG 打底，通过减少热输入，可有效地降低根部焊缝氧化程度，保证打底质量。4.33 操作上应该特别注意収弧质量，收弧时先
5、将焊接电流衰减下来，填满弧坑后移向坡口边沿收弧，以防产生弧坑裂纹。4.34 TIG 工艺参数见表 3表 3 T91/P91 钢 TIG 焊接工艺参数钨极直径/mm焊丝直径/mm焊接电流/MM电弧电压/V焊接速度/mm.min1正面保护/mm.min1WCe-2250 2.4 95-115 9-11 60-80 10-124.4 SMAW 焊4.41 SMAW 焊应注意道间温度的控制，采用小参数、多层多道焊。其工艺参数见表 4。表 4 T91/P91 钢 SMAW 焊接工艺参数焊条直径/mm 2.5 3.2 4.0焊接电流/A 80-90 110-130 140-160电弧电压/V 20-22
6、20-24 20-254.42 注意焊条的摆动，焊层厚度以等于焊条直径为宜，焊道速度以焊条直径的 3 倍为宜。严格控制焊接热输入，中间填充宜采用 3.2mm 的焊条，最后两层使用 4.0mm 的焊条。因为焊接热输入对焊缝冲击韧度有很大的影响，切忌使用大参数。每根焊条收弧都用衰减电流，待熔地填满后再收弧，以防产生弧坑裂纹。4.43 用角磨机或钢丝刷彻底清理道间焊渣及飞溅，特别是焊缝接头处和坡口边缘处。清理时不可用榔头、錾子过重敲击焊缝。5 焊接及焊后热处理5.1 图 2 为焊接过程中温度曲线示意图160-180PWHTTIG280-320160-180SMAW 100-120A-M 760 土
7、10 300空冷T/t/h图 2 焊接过程中温度曲线示意图热处理升温速度当 25mm 时为 220/h1 25mm 时为 150/h。降温速度当25mm 时为 150/h1 25mm 时为 100/h.5.2 恒温时间（见表 5）表 5 恒温时间壁厚/mm 12.5 12.525 2537.5 37.550恒温时间/h 1 1.5-2 2-3 3-3.55.21 焊接完毕需在 100-120的温度下恒温 1h,将残余奥氏体(A)全部转变为马氏体(M)后，才能进行升温热处理。5.22 恒温时间按壁厚的不同在各范围内取值，壁薄的取下限，壁厚的取上限。5.23 上述恒温时间比一般资料的参数稍长，实验证明，恒温时间的适当延长，有利于冲击韧度的明显提高，通过延长恒温时间可解决 T91/P91 锅炉焊接接头常温冲击韧度低的问题。5.3 回火温度热处理为高温回火，最佳回火温度为 760 土 106 结论（1） 该工艺参数用于热电厂主蒸汽管道、过热器和过负荷导管道的焊接，各项技术指标符合要求。（2） 随着 T91/P91 锅的大量使用，制定出符合钢材性能的最优规范，直接用于生产建设，避免各生产单位重复性的工艺评定试验，具有很好的经济效益和社会效益。
