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1、qx法兰环焊接工艺编制及焊接Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望任务要求任务要求1耐热钢的物理性能、化学性能、化学成分耐热钢的物理性能、化学性能、化学成分2分析耐热钢的焊接性分析耐热钢的焊接性3确定确定15CrMoR15CrMoR焊接方法、焊接材料焊接方法、焊接材料15CrMoR的化学成分的化学成分C/%Si/%Mn/%P/%S/%Cr/%Mo/%15CrMoR0.12-0.180.15-0.400.4-0.70.0350.0350.80-1.200.45-0.6015C
2、rMoR的力学性能的力学性能b/MPas/MPa5/%AKV/J15CrMoR4505902951931耐热钢的焊接性耐热钢的焊接性l碳当量计算碳当量计算l可以通过化学成分确定的碳当量间接评判15CrMoR钢的焊接性。根据日本JIS和WES 推荐的碳当量公式：lCeq=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14 (1)l当Ceq=0.46%时,钢材的淬硬倾向不明显,其焊接性优良;当Ceq=0.46%0.52%时,钢材的淬硬倾向逐渐明显,其焊接时需适当采取相应的措施。当Ceq0.52%时,钢材的淬硬倾向强,属于较难焊接的材料。l将15CrMoR钢的化学成分代入式(1)得:
3、lCeq=0.14+0.47/6+0.21/24+1.1/5+0.53/4=0.58%l可见,15CrMoR钢有很大的淬硬性,如果没有特殊的控制措施,很难避免焊接裂纹的出现,同时返修焊接时拘束度大,易出现较大的拘束应力。 耐热钢的焊接性耐热钢的焊接性l1.热影响区淬硬性及冷裂纹l 钢的淬硬性取决于其中碳的质量分数、合金元素种类及其质量分数。低合金耐热钢的主要元素是Cr和Mo,能显著提高钢的淬硬性。如果在焊接时冷却速度过快，则在焊逢及热影响区形成对冷裂纹敏感的马氏体和上贝氏体等组织。l2.产生消除应力裂纹倾向l低合金耐热钢对产生消除应力裂纹（再热裂纹）倾向，主要取决于钢中碳化物形成元素的特性及其
4、质量分数，同时还取决于焊接参数、焊接应力及热处理工艺。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时间使用时，在热影响区的粗晶区容易出现消除应力裂纹。l3.热影响区的软化l低合金耐热钢焊接接头热影响区存在软化问题，其软化区的金相组织特征是铁素体加上少量碳化物，在粗视磨片上观察到一条明显的“白带”，其硬度明显下降。软化程度与母材焊前的组织状态、焊接冷却速度和焊后热处理有关母材合金化程度越高，母材硬度越高，焊后软化程度越严重。焊后高温回火不但不能使软化区的硬度恢复，甚至还会稍有降低，只有经正火+回火才能消除软化问题。l软化区的存在
5、对室温性能没有什么不利的影响，但在高温长期静载拉伸条件下，接头往往在软化区发生破坏。这是因为长期在高温条件下工作时，蠕变变形主要集中在软化区，容易导致在软化区分裂。l4.回火脆性lCr-Mo耐热钢及焊接接头在350500 温度区间长期运行过程中发生脆化的现象，称为回火脆性。由于在回火脆性温度范围内长期受热后，杂志元素P、As、Sn、Sb等在奥氏体晶界偏析而引起的晶界脆性，此外，钢中的Mn、Si会加剧回火脆性。因此对于基体金属来说，严格控制有害杂质元素，同时降低Mn、Si含量是解决回火脆性的有效途径。针对上述焊接特性，焊接时应采取的措施：针对上述焊接特性，焊接时应采取的措施： l15CrMoR钢
6、有很大的淬硬性，具有冷裂纹和再热裂的趋向，焊接性较差，因此在焊接时要采取适当的工艺措施和选择合适的焊接材料,并严格执行才能避免焊接裂纹出现，需采取下列措施：l预热：预热有利于减少一些焊接残余应力和减少过热区的硬化，同时还可减少扩散氢含量而减少延迟裂纹，提高预热温度对防止冷裂纹和再热裂纹有效。l及时进行焊后热处理。l焊接线能量的控制要合适。l低强度焊缝的应用，目的是造成高塑性的焊缝金属而减少近缝区的应力集中，有利于减少冷、热裂纹。l消除应力集中源。此焊缝不允许有咬边及根部未焊透等缺陷，焊缝不宜过高。l下料时首选机械加工方法。l焊材要按制度进行烘干。15CrMoR焊接方法、焊接材料焊接方法、焊接材
7、料l焊接方法l低合金耐钢焊接时一般选用焊条电弧焊，钨极氩弧焊或熔化气体保护焊和电渣焊，大厚度可选用埋弧焊，但常以焊条电弧焊为主，埋弧焊和气体保护焊的应用也越来越多。在生产中为了减少焊缝中的缺陷,提高生产效率和质量,降低成本,生产中主要采用焊条电弧焊和埋弧焊。l焊接材料l根据JB/T4709-2000钢制压力容器焊接规程的要求，焊接材料选用原则如下：应根据母材的化学成分、力学性能、焊接性能，并结合压力容器的结构特点、使用条件及焊接方法综合选用焊接材料。15CrMoR是专用的铬钼基低合金珠光体耐热钢,在此设备中主要用于抗氢腐蚀，在焊接材料选择上,除满足上述条件外必须保证焊缝金属性同母材匹配,化学成份同母材相近，含碳量往往比母材低一些较好。根据JB/T JB/T4709-2000选择与母材相匹配的R307焊条。焊条的化学成分见表。元素含量元素含量（%）CMnSiPSCrMo焊条：焊条：R3070.120.500.900.500.0350.0351.001.500.400.65l焊接材料的处理焊接材料的处理l焊条电弧焊时,为了保证焊缝质量,需将R307焊条(直径3.2,4.0mm)烘干温度305400摄氏度,保温12h，以保证焊缝金属中扩散氢的含量为最低。
