耐热钢焊接工艺.pptx

1、耐热钢分类耐热钢低合金耐热钢（珠光体耐热钢）:合金含量5中合金耐热钢：合金含量612铁素体贝氏体(10);马氏体(1012)高合金耐热钢：合金含量13马氏体、铁素体、奥氏体三类本节主要介绍铬钼耐热钢的焊接 第1页/共23页2 常用钢号 低合金耐热钢常用的钢号为：15Mo、12CrMo、15CrMo12Cr1MoV、12Cr2Mo。中合金耐热钢常用的钢号为：1Cr5Mo（T5、P5）、1Cr9Mo（T9、P9）、T91。第2页/共23页3、耐热钢焊接特性低合金耐热钢焊接特点按其合金含量的不同具有不同程度的淬硬倾向；钢的淬硬性取决于它的碳含量、合金成分及其含量。低合金耐热钢中的主要合金铬和钼等都能显著地提高钢的淬硬性。耐热钢中大多数钢中含有Cr、Mo、V、Nb和Ti等强碳化物形成元素，从而使接头的过热区具有不同程度的再热裂纹（亦称消除应力裂纹）敏感性。某些耐热钢焊接接头，当有害的残余元素总含量超过容许极限时会出现回火脆性，即铬钼钢及其焊接接头在370-565温度区间长期运行过程中发生渐进的脆变现象。第3页/共23页中合金耐热钢焊接特点有较高的空淬倾向（预热），为了防止裂纹的形成并保证接头的韧性，预热温度一般不低于180。需控制接头的组织转变过程。在焊接过程中严格控制层间温度，使其保持在预热温度或更高的温度。焊后状态为高硬度的不稳定组织。焊后必须作相应的热处理。1Cr5Mo第4页/共23页4 焊接材料选用 焊接材料的选择应根据被焊钢材的化学成分、力学性能以及使用和施焊条件综合考虑。选择原则如下：（1）选用与被焊钢材化学成分相当的焊接材料；（2）熔敷金属的抗拉强度值应不低于钢材标准抗拉强度值的下限；（3）具有良好的焊接工艺性能；（4）当设计温度低于425，且因现场施工条件限制难于进行焊后热处理时，经设计单位或建设单位同意，可选用高铬镍（25Cr-13%Ni及以上）奥氏体焊接材料进行焊接，焊后不做热处理。第5页/共23页 （5）铬钼耐热钢与碳素钢或不同钢号的铬钼耐热钢之间组成的异种钢焊接接头，可按合金含量较低一侧的钢材选用焊接材料。（6）铬钼耐热钢与奥氏体钢组成的异种钢焊接接头，当设计温度低于425 时，宜选用25Cr-13%Ni及以上的奥氏体焊接材料；当设计温度高于或等于425 时，应选用镍基焊接材料。（7）焊接材料选用见表1。第6页/共23页表1 焊接材料选用钢 号焊 条氩弧焊丝熔化极气保焊丝埋弧焊丝埋弧焊剂型号GB 5118统一编号系列GB/T 14957牌号ASMEGB/T 14957GB/T 529315Mo 20MoE5015-A1R1071CMER70S-A112CrMoE5515-B1R207H13CrMoTIG-R30H13CrMoAHJ402-H10Mn215CrMoE5515-B2R307H13CrMoTIG-R30ER80S-B2H13CrMoAHJ402-H10Mn2ZG20CrMoVE5515-B2-VR317H08CrMoVTIG-R31H08CrMoVAHJ402-H10Mn212Cr1MoVE5515-B2-VR317H08CrMoVTIG-R31H08CrMoVAHJ402-H10Mn2ZG15Cr1Mo1VE5515-B2-VWR327H08CrMoVTIG-R31H08CrMoVAHJ402-H10Mn21Cr2MoE6015-B3R407H08Cr2Mo1TIG-R40H13Cr2.25Mo1AHJ402-H10Mn212Cr2MoE6015-B3R407H08Cr2Mo1TIG-R40ER90S-B3H13Cr2.25Mo1AHJ402-H10Mn212Cr2MoWVTiBE5515-B3-VWBR347H08Cr2MoVNbTIG-R4012Cr3MoVSiTiBE6016-B3-VNbR417H08Cr2MoVNbTIG-R401Cr5MoE5MoV-15R507H1Cr5MoER80S-B6Cr9MoE9Mo-15R707ER80S-B8第7页/共23页5 常用焊接方法耐热钢焊接结构生产中的焊接方法有：焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、电渣焊、钨极氩弧焊、电阻焊和感应加热压力焊等。铬钼钢管道焊接通常采用手工焊接（GTAW+SMAW)、埋弧自动焊焊接(SAW)、熔化极气体保护焊（GMAW）。GTAWSMAW第8页/共23页埋弧自动焊埋弧自动焊第9页/共23页 6 焊接工艺焊接工艺原则上全部采用机械加工；对于现场因受施工条件的限制无法进行机械加工时，也可采用火焰切割或者等离子切割，但修磨坡口时，必须打磨掉2mm3mm的淬硬层，并将切割热影响区打磨。采用火焰加工的坡口修磨完毕后，应100%(PT)渗透检查，没有裂纹、气孔和其他缺陷为合格。第10页/共23页7 热规范 （1）预热；焊接开始前，对焊件的全部（或局部）进行加热的工艺措施。见表2、表3。（2）层间温度；多层多道焊时，在施焊后继焊道之前，其相邻焊道应保持的温度。（3）后热；焊接后立即对焊件的全部（或局部）进行加热或保温，使其缓冷的工艺措施。它不等于焊后热处理。（4）焊后热处理：降低残余应力、改善接头组织、提高接头的综合性能。见表4、表5。第11页/共23页（1）管道焊缝预热采用电加热方式。对于管径较小焊缝，确因曲率限制无法进行电加热时，也可采用氧乙炔火焰加热或者电加热绳，但应保证热透和温度均匀，并用测温仪测温。（2）预热范围应为坡口中心两侧各不小于壁厚的5倍，且不小于100mm。加热区以外100mm范围内宜保温。见图1（3）预热及施焊过程中随时用电子点温计测温，预热温度宜在距焊缝中心50mm100mm的范围内进行测量。（4）角焊缝及小口径焊缝可采用火焰加热，电子点温计测温。定位焊缝采用火焰加热。预热温度作好相应记录。预热第12页/共23页 焊接前预热 图1 正确的管道焊接前的预热方式第13页/共23页表2 SH3520-2004 预热温度钢的公称成分（钢号）壁 厚mm预热温度0.5Cr-0.5Mo（12CrMo）101502001Cr-0.5Mo（15CrMo、ZG20CrMo）1Cr-0.5Mo-V（12Cr1MoV、ZG20CrMoV）62003001.5Cr-1Mo-V（ZG15Cr1Mo1V）2.25Cr-1Mo（12Cr2Mo）2Cr-0.5Mo-WV（12Cr2MoWVB）3Cr-1Mo-VTi（12Cr3MoVTiB）12Cr-1Mo-V5Cr-0.5Mo（1Cr5Mo）任意2503509Cr-1Mo第14页/共23页表3 SH3501-2011 预热温度母材类别名义壁厚mm规定的母材最小抗拉强度MPa预热温度碳锰钢15全部80全部490Cr0.5%的铬钼合金钢13全部80全部4900.5%Cr2%的铬钼合金钢全部全部1502.25%Cr10%的铬钼合金钢全部全部180第15页/共23页表4 SH3520-2004热处理温度钢的公称成分（钢号）管 道容 器壁 厚mm温度范围壁 厚mm温 度0.5Cr-0.5Mo（12CrMo）20650700任意厚度6001Cr-0.5Mo（15CrMo、ZG20CrMo）106507001Cr-0.5Mo-V（12Cr1MoV）67207506401.5Cr-1Mo-V（ZG15Cr1Mo1V）67207502.25Cr-1Mo（12Cr2Mo）任意厚度7207506605Cr-0.5Mo（1Cr5Mo）任意厚度任意厚度7507809Cr-1Mo任意厚度任意厚度765152Cr-0.5Mo-WV（12Cr2MoWVB）任意厚度任意厚度7651512Cr-1Mo-V任意厚度76515第16页/共23页表 5 常用钢材焊接接头热处理及硬度要求（SH3501)母材类别名义厚度mm母材最小规定抗拉强度MPa金属热处理温度保温时间min/mm最短保温时间h布氏硬度bCr0.5%Cr0.5%的铬钼合金钢的铬钼合金钢1919全部全部6006007207202.42.41 1225225全部全部4904900.5%0.5%Cr2%Cr2%的铬钼合金钢的铬钼合金钢1313全部全部7007007507502.42.42 2225225全部全部4904902.25%Cr3%2.25%Cr3%和和C0.15%C0.15%的的铬钼合金钢铬钼合金钢1313全部全部7007007607602.42.42 22412413%Cr10%3%0.15%C 0.15%的铬钼合金钢的铬钼合金钢全部全部全部全部7007007607602.42.42 2241241第17页/共23页 后热 焊缝应尽可能一次连续焊完，需进行预热焊缝若被迫中断施焊，重新焊接时先检查确认表面无裂纹后重新预热方可施焊；需热处理的焊缝中断焊接或焊接完毕时不能及时进行热处理时应对焊缝进行300-350、不小于30分钟的后热缓冷；需热处理焊缝的无损检测在热处理完毕后进行。不小于预热温度层间温度第18页/共23页正确热处理施工方式焊后热处理热处理采用电加热方式，热处理时，炉管每一道焊缝安放二支测温热电偶，工艺管道当公称直径DN300时每一道焊缝安放一支测温热电偶；当公称直径DN300时每一道焊缝安放至少二支测温热电偶，热电偶应在检定有效期内。第19页/共23页（1）焊件达到预热温度后应及时进行焊接。在保持预热温度的条件下，每条焊缝宜一次连续焊完。（2）对接接头的底层焊道单面焊接时宜采用钨极氩弧焊，也可采用打底焊条手工焊。注意；焊接时操作不当易产生弧坑裂纹，收弧时填满弧坑，或将收弧熔池引入焊道破口边缘一侧。（3）对接接头底层焊道采用钨极氩弧焊方法，焊缝的背面应充氩气保护。（4）对含铬量大于3%或合金元素总含量大于5%的焊件，单面钨极氩弧焊打底焊接时，焊缝内侧应充氩气或充混合气体保护。（5）焊后有热处理要求的焊缝因故中断焊接时应进行后热，再次焊接前应进行检查，确认无裂纹后方可按原工艺要求继续施焊。8 焊接工艺要点第20页/共23页（6）多层焊时层间温度应等于或稍高于预热温度，且每层的接头处应错开。（7）需焊后热处理的焊缝，焊接完毕后应立即进行300 350、15 min的后热，然后保温缓冷,不小于30分钟。（8）安装管道预拉伸口所用的工卡具应在焊接接头热处理完毕后拆除。经焊后热处理的焊接接头，应对焊缝和热影响区进行100硬度值测定，且其硬度值均不得超过表5的规定。热影响区的测定区域应紧邻熔合线。异种钢焊接时，焊接接头两侧均应各自符合表5规定的硬度值。9硬度检测第21页/共23页第22页/共23页感谢您的观看！第23页/共23页