cr1mov与t91异种钢管的焊接工艺设计

cr1mov与t91异种钢管的焊接工艺设计内容摘要：

～ ≤25 ≤25 ～ ～ — — ～ 0.6 ≤35 ≤35 ～ ～ — 余量 选用铈钨极 WCe20, 直径 2. 5 mm,氩气纯度为 99. 99%。 坡 口 制备 异种钢焊接时确定坡口角度的主要依据除母材厚度外，还有母材在焊缝金属中的熔合比。 一般说来，坡口角度越大，熔合比越小，坡口角度越小，熔合比越大。 异种钢多层焊时，确定坡口角度要考虑多种因素的综合影响，但原则上是希望熔台比越小越 好 ，因为这样可降低母材对焊缝金属合金成分的稀释作用，使焊缝金属的化学成分和性能比较稳定，波动较小。 为保证焊接质量 , 便于操作 ,坡口采用“ V ”形坡口 , 见图 1 河南机电高等专科学校毕业论文 15 坡口的制备采用机械方法 , 坡口处母材应无裂纹、毛刺 等缺陷。 焊口组装前将焊口两侧 15 mm 范围内的油、漆、垢、锈等清理干净 , 直至露出金属光泽。 焊前 预热 及焊后热处理 国内外不同资料对 T91 小径管的焊接加热规范要求不一，如国外某些资料对8mm 以下的 T91 小径管的焊接要求层间温度为 180~250 ℃，焊后回火为 760 ℃ ；而国内国家电力瓮火电建设部的《 T91/P91 钢管焊接工艺暂行规定》则规定的焊接层间温度为 300~350 ℃，焊后回火为 750 177。 ℃ X1h。 为制定一个科学的适合工地施工的焊接热规范，结合 12Cr1MoV钢的特性，按照《电力建设施 工及验收技术规范 火力发电焊接篇》（ DL500792 ）的有关规定，综合有关资料，我们在焊接工艺参数不变的前提下制定两种焊接加热规范分别进行试验。 A ： 1 、预热方式：火焰加热及 测温：特式测温仪测量 热处理方式：远红外加热。 2 、氩弧焊打底前预热： 100~150 ℃，盖面前预热温度： 250~300 ℃。 3 、层间温度： 200~300 ℃ 4 、焊后热处理：焊缝整体焊接完毕后，冷却到室温后升温到 750 ℃恒温30min。 升降温速度为 150 ℃ /h。 B ： 1 、预热方式：火焰加热 测温：笔式测温仪测量 热处理方式：远红 处加热。 2 、氩弧焊打底前预热： 100~150 ℃。 盖面前预热温度： 250~350 ℃。 3 、层间温度： 300~350 ℃ 4 、焊后热处理：焊缝整体焊接完毕后，冷却到室温后升温到 750 ℃恒温60min。 升降温速度为 150 ℃ /h。 河南机电高等专科学校毕业论文 16 焊接工艺 12Cr1MoV与 T91 进行焊接时 , 打底焊根部充氩保护 , 以防止根部氧化或产生缺陷 , 充氩保护应贯穿于整个焊接过程中 , 正面保护气体流量为 8 ～ 10 L/min,背面保护气体流量为 8 ～ 10 L/min, 水平 固定 焊接工艺参数见表 3 — 焊接工艺参数见表 3 — 3 表 3 — 2 水平 固定 焊接工艺参数 层数 焊接电流 I ／ A 焊接电压 U ／ V 焊接速度 V ／﹙ mm178。 min ﹚ 1 90～ 120A 13～ 15V 68 2 95～ 115A 23～ 25V 85 3 95～ 115A 23～ 25V 75 表 3 — 3 垂直固定 焊接工艺参数 层数 焊接电流 I ／ A 焊接电压 U ／ V 焊接速度 V ／﹙ mm178。 min ﹚ 1 90～ 120A 13～ 15V 65 2 95～ 115A 23～ 27V 70 1/3 95～ 115A 23～ 27V 75 2/3 95～ 115A 23～ 27V 75 在施焊中应尽量采用小热输入量 , 抑制焊缝晶粒过热 , 提高焊缝的力学性能。 切忌大电流、慢速焊的操作习惯。 由于 T91 钢合金含量高 , 铁水发粘 , 打底时送丝一定要均匀 , 避免产生根部焊缝未熔焊丝头。 铁水过渡最好采用自由过渡 ,收头时要特别注意填满弧坑后移向坡口边缘收弧 , 避免产生弧坑裂纹。 层间要仔细清理 , 避免产生夹渣缺陷 , 可用角向磨光机清理 , 但要避免用錾子过重敲击 ,以免产生裂纹。 焊接工艺参数 的控制 由于在火电建设工程中管道焊接常用手工钨极氩弧焊打底，焊条电弧焊盖面或手工钨极氩弧焊的方法进行焊接，而焊条电弧焊和手工钨极氩弧焊可能获得的熔合比范围为 2O％－ 30％和 10％ 100％。 焊条电弧焊 的熔合比相对来说比较小，但手工钨极氩弧焊的熔合比范围较大，因而，控制好焊接工艺参数对降低熔合比有直接的影响。 河南机电高等专科学校毕业论文 17 焊接热输人越大，母材熔入焊缝越多，而焊接热输入又取决于焊接电流、电弧电压和焊接速度等工艺参数，因而在焊接时应在保征焊缝组织正常、熔合区硬化程度正常的前提下，采用小的参数以减少热输人，这样才能降低熔合 比。 需要注意的几个问题： ，为保证焊接质量 ，引弧时采用高频，收弧时采用衰减。 ，必须将焊缝厚度焊接到管壁厚度的 1/3 以上时可停止充气。 ，尽量不出 “ 死角 ” ，并严格进行层间清理，熔渣一 定 要清理干净。 ，力求测温正确。 质量检验 焊后 , 对试件进行检验与试验 , 包括外观检查、射线探伤、拉伸试验 . 弯曲试验、金相试验和硬度试验。 : 未发现超标缺陷 , 焊口合格。 : 依据电力行业标准 DL/T821 — 2020, 全部底片为Ⅰ级 , 焊口合格。 : 从试验结果数据可以看出 , 试 样抗拉强度满足低强度侧要求 ,试样拉断处于远离焊缝的母材上 , 且在强度低的母材侧。 冷弯试验 , 未见开裂情况 , 试样全部合格。 : 从硬度测量数据来看 , 焊缝和热影响区的硬度都符合规定要求 , 结果理想。 : 焊缝及热影响区组织为回火索氏体 , 无裂纹、无过烧组织 , 金相组织符合有关技术要求。 本章小结 综上所述， 可看出选用 A 、 B 两种焊接热规范都能得到优良性能的焊 接接头，但结合工地实际情况，并从经济效益方面考虑 A 方案比较实用于指导生产。 河南机电高等专科学校毕业论文 18 4 焊接工艺评定 焊接工艺评定的意义、目的 在焊接结构制造工艺拟订好，焊缝施焊前要进行焊接工艺评定，这是从焊接工艺角度保证产品质量的重要措施，使制造出来的接头满足所要求的性能。 焊接工艺评定的目的在于验证焊接工艺（指导书）的正确性，焊接工艺正确与否的标志在于焊 接接头的使用性能是否符合要求。 若使用性能符合要求，则证明所拟订的焊接工艺是正确的，当用于产品时，则产品焊接接头的使用性能同样可以满足要求。 压力容器焊接工艺所包括的内容相当广泛，并且任何一种主要焊接参数 , 如焊接电流、焊接电压、焊接速度、预热温度、层间温度、焊接材料的牌号或成分、焊后热处理温度和保温时间、焊件厚度个焊接位置的改变 , 都会对接头的性能产生较大的影响 , 因此对于所编制的并将用于生产的每项焊接工艺应作相应的评定。 焊接工艺评定的主要内容是按准备采用的焊接工艺，在接近实际生产的条件下焊制模拟产品接头的试板， 并从焊成的试板中按产品的技术条件截取拉力、弯曲和冲击韧性试样。 并将焊接条件变化是否影响焊接接头力学性能作为是否需要重新评定焊接工艺的判断准则，评定标准和规则也是根据这一判断职责指定的。 如果所有试样的检验结果全部符合技术要求，则证明所编制的焊接是可性的，可根据工艺评定报告拟订正式的焊接工艺细则卡。 如果检验的项目中某一项或几项不合格，则说明该工艺不能用于生产，需要重新编制再作焊接工艺试验，直至全部项目合格。 焊接工艺评定的一般过程 由具有一定专业知识和有相当实践经验的焊接工艺 人员，根据钢材的焊接性能实验，结合产品特点、制造工艺条件来拟订焊接工艺指导书。 由技术熟练的焊工根据焊接工艺指导书的内容及有关参数规定对样板进行施焊。 按照焊接工艺指导书和标准规定对样板进行施焊后，检验及测定试样性能，填写焊接工艺评定报告。 如果评定不合格，应修改焊接工艺指导书继续评定，直到评定合格。 12Cr1MoV 和 T91 异种钢 管的 的焊接工艺评定 本课题主要研究的是 12Cr1MoV和 T91 异种 钢 管 的焊接工艺评定， 钢管的直径为 42mm， 钢板的厚度为 5mm。 制定 焊接工艺指导书 河南机电高等专科学校毕业论文 19 焊 接 工 艺 指 导 书 单位名称：河南机电高等专科学校 批准人签字： 焊接工艺指导书编号： WPS01 日期： 焊接工艺评定报告编号： PQR01 焊接方法： 钨 极氩弧焊 手工电弧焊 机械化程度（手工、半自动、自动）：手 工 焊接接头：对接 坡口形式： V 形坡口 垫板（材料及规格 ）： 焊剂垫 其它： — 应当用简图、施工图、焊缝代号或文字说明接头 形式、坡口尺寸、焊缝层次和焊接顺序 母材： 12Cr1MoV +T91 类别号：Ⅴ组别号：Ⅴ — 1 与类别号：Ⅳ 组别号：Ⅳ — 1 相焊 或标准号： GB1221 钢号： T91 与标准号： JB755 钢号： 12Cr1MoV 相焊 厚度范围 母材：对接焊缝： 角焊缝： — 管子直径、壁厚范围： φ 42179。 5mm ： — 角焊缝： — 组合焊缝 — 焊缝金属： — 其它： — 焊接材料： TIGR40焊丝 R407 焊条 焊条类别： 其它： — 焊条标准： 牌号： 填充金属尺寸： 焊丝、焊条 牌号： TIGR40焊丝 R407 焊条 河南机电高等专科学校毕业论文 20 焊剂商标名称： 焊丝（焊条 ）、 熔敷金属化学成分（质量分数）％ C Si Mn P S Cr Mo V Fe 余量 注：对每 一种母材与焊接材料的组合均需分别填表。 焊接位置： 对接焊缝的位置：平焊 焊接方向：向上：√ 向下： 角焊缝位置： — 预热： 预热温度（允许最底值 ）： 100 ℃ 层间温度（允许最高值 ）： 300 ℃ 保持预热时间： 1h 加热方式： 氧乙炔火焰加热 焊后热处理： 加热温度： 750 ℃ 生温速度：≤ 150 ℃ /h 保温时间： 30min 冷却方式：回火 气体： 保护气体 :Ar 混合气体组成： — 流量： 8 ～ 10 L/min 电特性 ： 电流种类： 直 流 极性： 钨 极 氩 弧 焊 ：正接 手弧焊： 反 接 焊接电流范围（ A ）： 电弧电压（ V ）： 钨极氩弧焊： 90～ 120A 钨极氩弧焊： 13～ 15V 手弧焊： 95～ 115A 手弧焊： 23～ 25V （应当对每种规格的焊条所焊位置和厚度分别记录电流和电压范围，这些数据列如下表中） 焊缝层次 焊接方法 填充金属 焊接电流 电弧电压 范围／ V 焊接速度 mm／ min 牌号 直径/mm 极性 电流 /A 打底焊钨极氩 TIGR40 直流正。