耐热Cr—Mo钢的焊接

摘要：耐热Cr-Mo在锅炉等服役温度高的条件下大量运用，它们具有高温耐氧化性及耐蚀性，高温强度，高温长时间加热的稳定性，常温及高温的热加工性能优良，良好的焊接性。被广泛应用于各重要领域，因此其焊接质量必须得到保证。

关键词：耐热钢；Cr-Mo钢；焊接；质量控制

1.耐热钢

一般软钢和低碳钢就高温性质而言，使用温度大概在400～450℃为限，在更高的温度则要加有Si、Cr、Mo、Al或Ni、W、V等可改善高温性质的合金元素的合金钢。

此种在高温使用的合金钢统称耐热钢，使用温度400℃～1100℃，材质包括Cr-Mo系合金钢，Cr-Ni合金钢，耐热超合金等以合金元素为主体的特殊合金，但一般所谓的耐热用合金钢是以Cr-Mo钢为中心的耐热用合金为主。被广泛使用于化学工业、动力能源、原子能工业等重要领域，因而对其焊接质量控制显得尤为重要。

2.Cr-Mo钢的特点

2.1 它们具有高温耐氧化性及耐蚀性，高温强度，高温长时间加热的稳定性，常温及高温的热加工性能优良，良好的焊接性。

2.2 Cr-Mo钢具有自硬性，加热到相变点以上后，在空气中放冷有硬化倾向，所以焊接或热加工温度查过800℃以上须要充分退火。

3.Cr-Mo钢的焊接

3.1 预热

（1）Cr-Mo钢焊接时，预热很重要。增加预热温度的话，会降低熔合区附近的硬度，不过热影响区的范围会增大。

（2）焊接过程中层间温度也要严格控制，层间温度可以选择上表的最低值，重要的是开始焊接后要连续焊接到结束，不要在焊接过程中中断。如果中断焊接，如要立刻进行保温处理，在再次焊接时，需要再次预热到规定温度，方才可以焊接。

3.2 焊接方法的选择

耐热钢的焊接方法取决于材料形状，材料尺寸，防止焊接缺陷，提高焊接效率。焊接方法可以靈活选择，通常选用氩弧焊（GTAW）和焊条电弧焊（SMAW）。

3.3焊接材料的选择

（1）选用焊接材料应保证焊缝金属的力学性能高于或等于母材规定限值，或符合设计文件规定的技术要求；

（2）焊缝金属中的Cr、Mo含量与母材规定相当或符合设计文件规定的技术条件。

（3）除真空包装外，焊条、焊剂应按产品说明书规定的规定的规范进行再烘干，经烘干之后可以放入保温箱内（100℃～150℃）待用。对烘干温度超过350℃的焊条，烘干次数不宜超过3次。

3.4 Cr-Mo钢的焊接性

Cr-Mo钢各种类焊接性不同，下面示例低合金钢的碳当量换算公式（用于推断母材热影响区的最高硬度）：

Ceq（碳当量）=C+1/6Mn+1/24Si+1/15Ni+1/5Cr+1/4Mo

此式求得的Ceq（碳当量）可大致判断焊接性如下：未满0.55，低合金钢，焊接性良好；0.55～1.0，焊接性稍差，要充分注意；1.0以上，自硬性强，要特别注意；2.0以上，近乎高合金钢，焊接性差。

3.5 坡口形式

（1）坡口的形式、加工的质量对焊缝质量影响很大，对耐热钢等还有合金元素的钢种、服役条件重要的结构影响尤其重要。Cr-Mo钢的坡口制备宜采用冷加工方法。若采用热加工方法，对影响焊接质量的表面层，应用冷加工方法去除。

（2）坡口表面及附近（以离坡口边缘的距离计，焊条电弧焊没侧约10mm，埋弧焊、等离子弧焊、气体保护焊没侧约20mm）应将水、绣、油污、积渣和其他有害杂质清理干净。

（3）坡口形式因板厚、焊件、接头形式、焊接方法等不同而异。大部分取决于各个工厂的习惯，各个工厂的选择可能不同。

3.6 焊后热处理

（1）去除应力热处理是为改善焊接区域的性能，消除焊接残余应力等有害的影响，将焊接区域或其中部分在金属相变点以下加热到足够高的温度，并保持一定的时间，而后均匀冷却的热过程。

（2）热处理方式最好用电加热式退火炉，将焊件整体放入去应力退火炉；钢管之类不能在炉内退火的可以将电热线圈包覆于焊接接头上，或者采取感应加热方法。

（3）退火后一定要测定硬度，焊接接头及热影响区的硬度最好在维氏硬度250以下，在HV350以上时，要再进行退火处理，或不使用。壁厚9mm以上的耐热Cr-Mo钢管若焊后不进行退火热处理，而且硬度达到HV 400时，在长时间使用中会发生破裂，所以一定严格执行制度。

4.检验

（1）耐热Cr-Mo合金钢在焊接前，需要对焊件和焊材进行光谱检验，以确认材质正确。焊完以后需要对焊缝进行光谱检验。

（2）对有延迟裂纹倾向的Cr-Mo耐热合金钢焊接接头应当在焊接完成后24小时后进行无损检测。

（3）对有再热裂纹倾向的Cr-Mo耐热合金钢焊接接头应当在最终热处理后进行表面无损检测复验。

5.结论

耐热Cr-Mo钢焊接只要做好预防工作，是可以有效预防缺陷产生的。在实际应用中我厂对锅炉用耐热Cr-Mo钢焊接质量良好，没有裂纹等严重缺陷发生的情况，取得了良好的应用效果。

参考文献：

[1]不锈钢、耐热钢焊接技术 作者：不详 出版社：不详

[2]NB/T47015-2011 压力容器焊接规程 [北京]：新华社出版发行，2011.

作者简介：孙以松（1985.7-），江苏泗阳人，本科，助理工程师，焊接工艺员，主要从事锅炉和压力容器焊接工艺工作。