12Cr1MoVG、15CrMo异种钢焊接工艺分析及厚壁管道合理的焊接工艺及热处理工艺

王 昊

（中海石油华鹤煤化有限公司，黑龙江鹤岗 154100）

12Cr1MoVG、15CrMo异种钢焊接工艺分析及厚壁管道合理的焊接工艺及热处理工艺

王 昊

（中海石油华鹤煤化有限公司，黑龙江鹤岗 154100）

12Cr1MoVG属于常见的珠光体耐热钢，15CrMo属于低合金珠光体耐热钢，这两种异种钢都具有很好的抗氧化性与热强性，但这两种钢在进行焊接时，都容易出现冷裂纹等缺陷。针对这一问题，主要对12Cr1MoVG与15CrMo异种钢的焊接工艺进行了分析，对厚壁管道合理的焊接工艺与热处理工艺进行了优化研究。

焊接；异种钢；热处理

随着我国工业的快速发展，我国发电机组规模也在迅速扩大，各种高参数机组正不断投入生产，从而出现了各种复杂的焊接结构，对钢材的要求也在不断提高，以保障发电设备的稳定运行。由于火力发电机组的温度一般都比较高，为了满足设备的需求而使用了由不同化学成分与组织结构组成的异种钢，异种钢拥有的良好性能能够满足火力发展机制设备的需求，但异种钢在焊接过程中容易出现问题，因此对异种钢的焊接工艺进行分析具有很重要意义。

1 12Cr1MoVG、15CrMo焊接性能分析

12Cr1MoVG在异种钢中属于一种珠光体耐热钢，这种刚没有含较多的合金元素，具有很好的抗氧化性与热强性，同时还具有较强的抗硫腐化与抗氢腐蚀能力，12Cr1MoVG的物理性能与化学性能都比较好，但这种刚在焊接的过程中，近缝区容易出现硬化而出现冷裂纹，同时在热影响区会出现软化，最后在热处理中还有再热裂纹的倾向，但如果能对焊接工艺与热处理温度进行合理的控制，这些问题都能够解决[1]。

15CrMo属于低合金珠光体耐热钢，这种异种钢中主要以CrMo与CrMo基多元合金钢为主，这种异种钢同样具由很好的抗氧化性、热强性、抗硫腐化与抗氢腐蚀能力，在焊接过程中如果处理不当，也会产生冷裂纹，在热影响区会出现硬化或软化。

2 异种钢焊接工艺要点分析

2.1 焊接工艺要点

12Cr1MoVG与15CrMo异种钢在焊接过程中，因为异种钢的焊缝与母材的化学成分、物理性能以及力学性能等都有很大的差别，从而导致了异种钢在焊接过程中要比同种钢要复杂的多，因此在对异种钢进行焊接时必须要根据异种钢的物理性能与化学性能选择合理工艺。

在焊接过程中，首先要控制预热温度与层间温度，焊接温度的控制能够避免在焊接中出现裂纹。如果焊接的接口属于坡口型，则采用单面双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°，钝边的厚度控制在1.5mm左右，对口的间隙控制在2mm左右。在焊接过程中，一般预热温度控制在200~300℃，层间温度控制在250℃~350℃，需要等到塔体管线坡口经渗透检测达到JB/ T-4730.5-2005 Ⅰ级时才能够合格。如果在焊接过程中出现局部间隙过大，应该要及时修复到规定的尺寸[2]。施焊时要主要接头与收弧的质量，在收弧时要将熔池填满，焊接完成后需要对焊缝进行渗透检测。焊后的热处理温度一般控制在750℃左右，维持3h，然后让其慢慢冷却，温度的变化不能太快，升温过快或过慢都会影响焊接质量，一般温度的变化最好控制在130℃/h。

2.2 施焊过程中的注意要点

在对异种钢进行施焊的过程中，要想控制好焊接的质量，在施工工艺中有以下几点一定要控制好。首先在焊接前需要做好控制好焊接的周边环境，最好在焊接周边设置好防风保温棚，不要让棚内的温度达到0℃以下。其次需要管口的两端进行封堵，减缓管道的冷却速度，如果管内有冷空气流动，会加快管道的冷却速率，进而影响焊接的质量。最后因为12Cr1MoVG与15CrMo异种钢具有淬硬倾向，因此在焊接前最好采用机械方式来进行坡口加工，避免使用火焰切割，同时为了扩散氢含量降低焊缝，需要将坡口后管道内的各种污渍全部清理干净。

3 热处理工艺优化研究

厚壁钢管在的直径与壁厚一般都比较大，直径能达到630mm，壁厚也能够达到60mm，并且随着工业生产的实际需要还在不断增大，由12Cr1MoVG与15CrMo组成的异种钢中，由于其中含有合金元素，热处理对其组织结构、热强性等影响都比较复杂，并且热处理过程中的各个环节也会相互制约，从而使得热处理工艺变得更加的复杂。钢的组织性能会受奥氏体化温度与奥氏体化后的冷却速率影响，想要保留异种钢的原始组织结构，需要在500~750℃后保证冷却速率在20℃/ min，但在实际的生产中往往很难实现[3]。通过对异种钢的性能研究并结合实际的生产状况发现，如果钢管的壁厚在20mm以下，在正火之后的热处理工艺最好是空冷，如果壁厚达到了30mm以上，则可以用水冷家空冷，这样便可以优化热处理工艺。

4 结语

12Cr1MoVG与15CrMo异种钢虽然成分有差别，但是性能很接近，在进行厚壁钢管焊接的过程中，如果焊接工艺与热处理工艺没有控制好，很容易出现各种焊接缺陷，进而影响焊接的质量。通过本文的分析可以了解到，在施焊过程中，不仅要严格控制好焊接时的温度，同时也要控制冷却温度，在热处理工艺中也是一样，要想得到更好的焊接质量，必须要根据钢材的性能与实际焊接条件制定出合理的焊接方法。

[1] 高海水.15CrMoR与800H异种钢焊接问题的探讨[J].中国锅炉压力容器安全，2012（2）：155-156.

[2] 潘鸿鹰.异种钢焊接技术的探讨[J].福建电力与电工，2011（1）：78.

[3] 杨大元，罗福盛.结构常用异种钢焊接材料选择及工程应用[J].钢铁技术，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，吉林长春人，助理讲师，主要研究方向为化工机械。

收稿日期：2017–02–25

作者简介： 王昊（1989—），男，吉林洮南人，助理工程师，主要研究方向为铬钼钢异种钢焊接。