15CrMo钢高压管道现场的焊接工艺

陈革新

[摘 要] 15CrMo钢焊接通常会出现两方面的问题：焊接引起的各种冶金缺陷，主要是各类裂纹问题；焊接时材料性能的变化。通过现场实践分析操作要点，总结归纳出实用工艺。

[关 键 词] 冷裂纹；氩弧焊；手弧焊；工艺

[中图分类号] TG44 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2016）14-0092-01

15CrMo属于珠光体耐热合金钢，焊接的主要问题是冷裂、再热裂。珠光体耐热钢中的主要合金元素Cr和Mo都能显著提纲钢的硬度，他们和X共同作用，使钢的临界冷却速度降低，当焊接拘束度大，冷却速度快的厚板结构时，又有H的有害作用就会导致冷裂纹。现以规格为φ219×12mm的15CRMo合金钢管对接试件的焊接论述其焊接工艺。

一、焊前准备

焊机采用ZX7-400ST逆变焊机，焊丝选用TIG-R30氩弧焊丝，直径为φ2.5mm，焊条选用R307，直径为φ3.2mm，保护气体采用氩气，纯度要求在99.95%以上。钨棒采用铈钨棒，规格为φ2.5mm，钨极表面不得有毛刺，疤痕或油污，钨极端部磨成针形状，以保证电弧集中而稳定，钨极在焊接时烧损一般很小。焊条在使用前必须进行烘干，温度为350℃，并保证恒温1至1.5小时。

二、工艺参数

三、操作要领

（一）装配工艺

焊接方法采用手工钨极氩弧焊打底，手工电弧焊填充盖面，采用V形坡口形式，坡口采用机械加工方法加工，坡口角度单边30°，钝边取1mm，坡口加工好后应检查坡口表面无缺陷，坡口50mm范围内用角向打磨机打磨至露出金属光泽，并进行磁粉探伤检查是否存在表面裂纹，对接装配时，间隙为4mm，焊接位置采用水平固定焊。定位焊采用三点定位焊，均匀分布，每处点固定长度为18mm。点固定焊时，焊点以融化钝边为宜，点固定焊后应仔细检查，发现缺陷应及时清理干净，重新点焊。

（二）打底焊工艺

焊前预热150～250℃，检查氩气阀有无漏气或失灵，减压器、导气管、导线是否连接牢固，导气管、导水管是否畅通，电水仪表、流量计等仪器是否正常。第一层氩弧焊打底用电流为95A，氩气流量为8L/min，喷嘴直径为8mm，钨极伸长为7mm。焊接至焊缝末尾，为了保护效果，焊嘴与焊件应尽量垂直或保持较大的夹角并使电弧作环向运动。开始引弧后先不加焊丝待根部钝边熔化形成熔池后，即可填焊丝，为使背面形成良好，熔化的焊丝金属应送至坡口根部。为防止始焊处产生裂纹，始焊速度要慢些，并多填焊丝，焊接时的焊枪与焊丝成70度，开始施焊时，先从仰焊位置按逆时针方向焊，焊到平焊位置收弧，收弧时少填加焊丝不使焊缝过高，以利后半圈接头。熄弧时，可衰减电流、关闭焊枪，但应在原处停留3至5秒延时供气。按顺时针方向焊后半圈在前半圈始焊处引弧，先不加焊丝，待接头端熔化并形成熔池后，再填加焊丝，打底层焊接时，每半圈最好一气呵成，若中断时，应将原焊缝未熔端重新熔化，并交叉重叠5mm，一般打底层焊缝厚度为3mm左右最好，太薄易导致手弧焊填充时烧穿，当焊至接口处时，先停止填加焊丝，待原焊缝端部熔化后，再加焊丝并填满熔池后熄弧。

（三）填充层焊接工艺

填充层焊接采用焊条电弧焊，电流120A，焊条R307，焊条烘干，焊条运条方法采用锯齿或月牙形，施焊时间的焊条角度仰焊位置85度开始，焊条摆动到破口两侧时，稍作停顿，中间过度稍快，以防焊缝与母材交界处产生夹角，焊接速度应均匀一致，保持填充焊道平整，填充采用二层每层一道焊接法，填充高度應低于母材表面1mm，并不能熔化坡口棱边，导致不好盖面，中间接头更换焊条要迅速，应在弧坑上方10mm处引弧，不得在坡口外引弧。引弧时应把焊条拉至弧坑处，填满弧坑，再按正常方法施焊，也不得直接在弧坑处引弧焊接。施焊完毕后，焊后需立即用石棉带缠绕以保温患冷，最后进行焊缝外观自检，合格后对焊缝进行热处理，焊后热处理温度为650～700℃，保温时间为40min。热处理结束后进行100%射线探伤，底片达到I级片。最终对试件进行拉伸、弯曲、面弯、背弯、冲击等机械性能试验，各项指标达到规定要求，该试件评定合格。

四、结论

焊接工作是一项专业性很强的技术工作，有专门的技术指导规范，焊接质量的好坏直接关系到整个施工项目的优劣。针对不同材质的母材有不同的焊接方法、不同焊接要求。

参考文献：

[1]曹朝霞.特种焊接技术[M].机械工业出版社，2009-04.

[2]潘建农.金属材料与热处理[M].湖南大学出版社，2009-06.