王 昊

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

12Cr1MoVG、15CrMo異種鋼焊接工藝分析及厚壁管道合理的焊接工藝及熱處理工藝

王 昊

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

12Cr1MoVG屬于常見(jiàn)的珠光體耐熱鋼，15CrMo屬于低合金珠光體耐熱鋼，這兩種異種鋼都具有很好的抗氧化性與熱強(qiáng)性，但這兩種鋼在進(jìn)行焊接時(shí)，都容易出現(xiàn)冷裂紋等缺陷。針對(duì)這一問(wèn)題，主要對(duì)12Cr1MoVG與15CrMo異種鋼的焊接工藝進(jìn)行了分析，對(duì)厚壁管道合理的焊接工藝與熱處理工藝進(jìn)行了優(yōu)化研究。

焊接；異種鋼；熱處理

隨著我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)發(fā)電機(jī)組規(guī)模也在迅速擴(kuò)大，各種高參數(shù)機(jī)組正不斷投入生產(chǎn)，從而出現(xiàn)了各種復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)，對(duì)鋼材的要求也在不斷提高，以保障發(fā)電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。由于火力發(fā)電機(jī)組的溫度一般都比較高，為了滿足設(shè)備的需求而使用了由不同化學(xué)成分與組織結(jié)構(gòu)組成的異種鋼，異種鋼擁有的良好性能能夠滿足火力發(fā)展機(jī)制設(shè)備的需求，但異種鋼在焊接過(guò)程中容易出現(xiàn)問(wèn)題，因此對(duì)異種鋼的焊接工藝進(jìn)行分析具有很重要意義。

1 12Cr1MoVG、15CrMo焊接性能分析

12Cr1MoVG在異種鋼中屬于一種珠光體耐熱鋼，這種剛沒(méi)有含較多的合金元素，具有很好的抗氧化性與熱強(qiáng)性，同時(shí)還具有較強(qiáng)的抗硫腐化與抗氫腐蝕能力，12Cr1MoVG的物理性能與化學(xué)性能都比較好，但這種剛在焊接的過(guò)程中，近縫區(qū)容易出現(xiàn)硬化而出現(xiàn)冷裂紋，同時(shí)在熱影響區(qū)會(huì)出現(xiàn)軟化，最后在熱處理中還有再熱裂紋的傾向，但如果能對(duì)焊接工藝與熱處理溫度進(jìn)行合理的控制，這些問(wèn)題都能夠解決[1]。

15CrMo屬于低合金珠光體耐熱鋼，這種異種鋼中主要以CrMo與CrMo基多元合金鋼為主，這種異種鋼同樣具由很好的抗氧化性、熱強(qiáng)性、抗硫腐化與抗氫腐蝕能力，在焊接過(guò)程中如果處理不當(dāng)，也會(huì)產(chǎn)生冷裂紋，在熱影響區(qū)會(huì)出現(xiàn)硬化或軟化。

2 異種鋼焊接工藝要點(diǎn)分析

2.1 焊接工藝要點(diǎn)

12Cr1MoVG與15CrMo異種鋼在焊接過(guò)程中，因?yàn)楫惙N鋼的焊縫與母材的化學(xué)成分、物理性能以及力學(xué)性能等都有很大的差別，從而導(dǎo)致了異種鋼在焊接過(guò)程中要比同種鋼要復(fù)雜的多，因此在對(duì)異種鋼進(jìn)行焊接時(shí)必須要根據(jù)異種鋼的物理性能與化學(xué)性能選擇合理工藝。

在焊接過(guò)程中，首先要控制預(yù)熱溫度與層間溫度，焊接溫度的控制能夠避免在焊接中出現(xiàn)裂紋。如果焊接的接口屬于坡口型，則采用單面雙V型坡口，并控制好上下坡口的角度，一般下坡口控制在35°，上坡口控制在10°，鈍邊的厚度控制在1.5mm左右，對(duì)口的間隙控制在2mm左右。在焊接過(guò)程中，一般預(yù)熱溫度控制在200~300℃，層間溫度控制在250℃~350℃，需要等到塔體管線坡口經(jīng)滲透檢測(cè)達(dá)到JB/ T-4730.5-2005 Ⅰ級(jí)時(shí)才能夠合格。如果在焊接過(guò)程中出現(xiàn)局部間隙過(guò)大，應(yīng)該要及時(shí)修復(fù)到規(guī)定的尺寸[2]。施焊時(shí)要主要接頭與收弧的質(zhì)量，在收弧時(shí)要將熔池填滿，焊接完成后需要對(duì)焊縫進(jìn)行滲透檢測(cè)。焊后的熱處理溫度一般控制在750℃左右，維持3h，然后讓其慢慢冷卻，溫度的變化不能太快，升溫過(guò)快或過(guò)慢都會(huì)影響焊接質(zhì)量，一般溫度的變化最好控制在130℃/h。

2.2 施焊過(guò)程中的注意要點(diǎn)

在對(duì)異種鋼進(jìn)行施焊的過(guò)程中，要想控制好焊接的質(zhì)量，在施工工藝中有以下幾點(diǎn)一定要控制好。首先在焊接前需要做好控制好焊接的周邊環(huán)境，最好在焊接周邊設(shè)置好防風(fēng)保溫棚，不要讓棚內(nèi)的溫度達(dá)到0℃以下。其次需要管口的兩端進(jìn)行封堵，減緩管道的冷卻速度，如果管內(nèi)有冷空氣流動(dòng)，會(huì)加快管道的冷卻速率，進(jìn)而影響焊接的質(zhì)量。最后因?yàn)?2Cr1MoVG與15CrMo異種鋼具有淬硬傾向，因此在焊接前最好采用機(jī)械方式來(lái)進(jìn)行坡口加工，避免使用火焰切割，同時(shí)為了擴(kuò)散氫含量降低焊縫，需要將坡口后管道內(nèi)的各種污漬全部清理干凈。

3 熱處理工藝優(yōu)化研究

厚壁鋼管在的直徑與壁厚一般都比較大，直徑能達(dá)到630mm，壁厚也能夠達(dá)到60mm，并且隨著工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要還在不斷增大，由12Cr1MoVG與15CrMo組成的異種鋼中，由于其中含有合金元素，熱處理對(duì)其組織結(jié)構(gòu)、熱強(qiáng)性等影響都比較復(fù)雜，并且熱處理過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)也會(huì)相互制約，從而使得熱處理工藝變得更加的復(fù)雜。鋼的組織性能會(huì)受奧氏體化溫度與奧氏體化后的冷卻速率影響，想要保留異種鋼的原始組織結(jié)構(gòu)，需要在500~750℃后保證冷卻速率在20℃/ min，但在實(shí)際的生產(chǎn)中往往很難實(shí)現(xiàn)[3]。通過(guò)對(duì)異種鋼的性能研究并結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)狀況發(fā)現(xiàn)，如果鋼管的壁厚在20mm以下，在正火之后的熱處理工藝最好是空冷，如果壁厚達(dá)到了30mm以上，則可以用水冷家空冷，這樣便可以優(yōu)化熱處理工藝。

4 結(jié)語(yǔ)

12Cr1MoVG與15CrMo異種鋼雖然成分有差別，但是性能很接近，在進(jìn)行厚壁鋼管焊接的過(guò)程中，如果焊接工藝與熱處理工藝沒(méi)有控制好，很容易出現(xiàn)各種焊接缺陷，進(jìn)而影響焊接的質(zhì)量。通過(guò)本文的分析可以了解到，在施焊過(guò)程中，不僅要嚴(yán)格控制好焊接時(shí)的溫度，同時(shí)也要控制冷卻溫度，在熱處理工藝中也是一樣，要想得到更好的焊接質(zhì)量，必須要根據(jù)鋼材的性能與實(shí)際焊接條件制定出合理的焊接方法。

[1] 高海水.15CrMoR與800H異種鋼焊接問(wèn)題的探討[J].中國(guó)鍋爐壓力容器安全，2012（2）：155-156.

[2] 潘鴻鷹.異種鋼焊接技術(shù)的探討[J].福建電力與電工，2011（1）：78.

[3] 楊大元，羅福盛.結(jié)構(gòu)常用異種鋼焊接材料選擇及工程應(yīng)用[J].鋼鐵技術(shù)，2013（4）：99-101.

Analysis of Welding Process of 12Cr1MoVG，15CrMo Dissimilar Steel and Reasonable Welding Process and Heat Treatment Process of Thick-walled Pipe

Wang Hao

12Cr1MoVG belongs to the common pearlitic heat-resistant steel，15CrMo belongs to low-alloy pearlitic heat-resistant steel，the two kinds of dissimilar steel has a good oxidation resistance and heat resistance，but the two kinds of steel in the welding，Are prone to cold cracks and other defects.In order to solve this problem，the welding process of 12Cr1MoVG and 15CrMo dissimilar steel is analyzed，and the reasonable welding process and heat treatment process of thick-walled pipeline are optimized.

welding；dissimilar steel；heat treatment

TG457.6

A

1003–6490（2017）03–0084–02

2017–03–02

董航（1990—），女，吉林長(zhǎng)春人，助理講師，主要研究方向?yàn)榛C(jī)械。

收稿日期：2017–02–25

作者簡(jiǎn)介： 王昊（1989—），男，吉林洮南人，助理工程師，主要研究方向?yàn)殂t鉬鋼異種鋼焊接。