参考资料:百度百科-15CrMo材质合金钢管
15crmo合金钢板的15CrMo焊接性焊接材料
针对15CrMo钢的焊接性的工作特点 ,
方案Ⅰ:焊接预热 , 采用ER80S-B2L焊丝 , T1G焊打底 , E8018-B2焊条 , 焊条电弧焊盖面 , 焊后进行局部热处理 。
焊后热处理
采用方案Ⅰ焊接的试件 , 焊后应进行局部高温回火处理 。热处理的工艺为:升温速度为200℃/h , 升到715℃保温1小时15分钟 , 降温速度100℃/h , 降到300℃后空冷 。具体采用JL-4型履带式电加热器(1146×310)包绕焊缝 , 用硅酸铝棉层保温 , 保温层厚度50mm , 温度控制采用DJK-A型电加热器自动控温仪 。
焊接工艺评定试验结果
试验方案 拉伸试验 弯曲试验 冲击韧性试验aky(J/cm2)
抗拉强度δb/Mpa 断裂部位 弯曲角度 面弯 背弯 焊缝 熔合线 热影响区(HAZ)
方案Ⅰ 550/530 母材 50 。合格 合格 84.8 162 135.6
方案Ⅱ 525/520 母材 50 。合格 合格 79.4 109.2 96.7
15CrMo焊接工艺
2.1 焊接材料
针对15CrMo钢的焊接性及现场高压管道的工作特点 , 根据以往的经验 , 参照国外提供的焊接工艺卡 , 我们选择了两种方案进行焊接试验 。
方案Ⅰ:焊接预热 , 采用ER80S-B2L焊丝 , T1G焊打底 , E8018-B2焊条 , 焊条电弧焊盖面 , 焊后进行局部热处理 。
方案Ⅱ:采用ER80S-B2L焊丝 , T1G焊打底 , E309Mo-16焊条 , 焊条填充电弧焊盖面 , 焊后不进行热处理 。焊丝和焊条的化学成分及力学性能见表1 。
表1 焊接材料的化学成分和力学性能
型号 C Mn Si Cr Ni Mo S P δb/Mpa δ,%
ER80S-B2L≤0.05 0.70.41.2 <0.20.5 ≤0.025 ≤0.025 ≤500 25
E8018-B2 0.070.7 0.3 1.1 0.5 ≤0.04 ≤0.03 550 19
E309Mo-16≤0.12 0.5~2.5 0.9 22.0~25.0 12.0~14.0 2.0~3.0≤0.025≤0.035 550 25
2.2 焊前准备
试件采用15CrMo钢管,规格为φ325×25 , 坡口型式及尺寸见图1 。
焊前用角向磨光机将坡口内外及坡口边缘50mm范围内打磨至露出金属光泽 , 然后用丙酮清洗干净 。
试件为水平固定位置 , 对口间隙为4mm , 采用手工钨极氩弧焊沿园周均匀点焊六处 , 每处点固长度应不小于20mm 。焊条按表2的规范进行烘烤 。
表2 焊条烘烤规范
焊条型号 烘烤温度 保温时间
E8018-B2 300 ℃ 2h
E309Mo-16 150 ℃ 1.5h
2.3 焊接工艺参数
按方案Ⅰ焊前需进行预热 , 根据Tto-Bessyo等人提出的计算预热温度公式:
To=350√[C]-0.25(℃) 式中 , To——预热温度 , ℃ 。
[C]=[C]x [C]p [C]p=0.005S[C]x
[C]x=C (Mn Cr)/9 Ni/18 7Mo/90 式中 ,
[C]x——成分碳当量;
[C]p——尺寸碳当量; S——试件厚度(本文中S=25mm);
[C]x=C (Mn Cr)/9 7/90Mo=0.361
[C]p=0.045 则To=138℃
因此预热温度选为150℃ 。采用氧-乙炔焰对试件进行加温 , 先用测温笔粗略判断试件表面的的温度(以笔迹颜色变化快慢进行估计) , 最后用半导体点温计测定 , 测量点至少应选择三点 , 以保证试件整体均达到所要求的预热温度 。
焊接时 , 第一层采用手工钨极氩弧焊打底 , 为避免仰焊处焊缝背面产生凹陷 , 送丝时采用内填丝法 , 即焊丝通过对口间隙从管内送入 。其余各层采用焊条电弧焊 , 共焊6层 , 每个焊层一条焊道 。方案Ⅰ和方案Ⅱ的焊接工艺参数见表3、4 。按方案Ⅰ焊
表3 方案Ⅰ的焊接工艺参数
焊道名称 焊接方法 焊接材料 焊材规格/mm 焊接电流/A 电弧电压/V 预热及层间温度 热处理规范
打底层 钨板氩弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12
填充层 焊条电弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85~90 23~25150℃ 715 。×75min
盖面层 焊条电弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85~90 23~25
表4 方案Ⅱ的焊接工艺参数
焊道名称 焊接方法 焊接材料 焊材规格/mm 焊接电流/A 电弧电压/V 预热及层间温度 热处理规范
打底层 钨板氩弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12
填充层 焊条电弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90~95 22~24 / /
盖面层 焊条电弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90~95 22~24
接时 , 层间温度应不低于150℃ , 为防止中断焊接而引起试件的降温 , 施焊时应由二名焊工交替操作 , 焊后应立即采取保温缓冷措施 。
3 焊接工艺评定试验
试件焊后按JB4730-94《压力容器无损检测》标准进行100%的超声波探伤检验 , 焊缝Ⅰ级合格 。按JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》标准进行焊接工艺评定试验 。评定结果见表5 。
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