SA335-P91鋼種焊縫硬度的控制

1、SA335- P91鋼種焊縫硬度的控制1. 概述SA335- P91 鋼合金含量為 wCr=9% wMo=1%wV=0.2% wNb=0.08% wN=0.05% 屬于馬氏 體耐熱鋼 金相微觀組織為低碳回火馬氏體。由于采取了微合金控扎技術等細化晶粒措施 使其成為細晶鋼 所以既有助于提高鋼材的沖擊韌度 也極有利于提高鋼材的高溫蠕變強度。SA335- P91為馬氏體細晶鋼，使得P91鋼焊接的主要問題不同于其他低合金耐熱鋼，焊 接接頭的薄弱環(huán)節(jié)不在熔合區(qū) 而在焊縫金屬 主要表現為焊縫金屬韌性下降 焊縫硬度高。2. 工藝原理（1） 由于SA335- P91鋼為細晶鋼，如果焊接過程層間溫度過高就會增大t

2、8/5，使其晶 粒長大，失去鋼材原有的強度和韌性，而現場焊接不可能對其正火處理，因此焊接過程中必 須嚴格控制層間溫度，防止晶粒長大。（2）熱處理的加熱寬度、恒溫溫度、恒溫時間、保溫寬度、保溫厚度是影響焊縫韌性的 主要因素，適當增大加熱寬度、保溫寬度、保溫厚度、延長恒溫時間都有助于增加馬氏體組 織的回火程度，提高焊縫韌性。3. 焊接工藝（1） 打底焊采用雙層氬弧焊，其他層為多層多道焊工藝，選 3.2mm的焊條，并且單層 厚度w 3mm在焊接過程中要很好地掌握焊接電流和焊接速度的關系，通過提高焊接速度，減 少焊道厚度，采用寬擺快速薄層焊的操作手法。（2）焊接時由技術人員用遠紅外測溫槍測量每層焊縫的

3、層間溫度（層間溫度為熔池之前 1020mn處的溫度，用最高值表示），層間溫度嚴格控制在 300E以下。當遠紅外測溫槍顯示 溫度超過300E時，立即停止焊接，待溫度降到 230E時再繼續(xù)施焊。每層焊接完成后，技術人員用游標卡尺測量焊道增厚，最大增厚處w3mm嚴禁在坡口與焊道之間形成角焊縫。4. 焊接注意事項根據焊條特性選擇焊接電流大小， 對于藥皮過渡的焊條， 采用較小的電流就可熔化焊條， 可減小熱輸入，缺點是藥皮中的鎢熔點高，容易造成焊縫夾鎢?？傊瑹o論采用哪種焊條都 必須保證鐵液流動性，熔池清晰，特別是坡口根部要保證熔合良好，在此基礎上，盡量采用 小規(guī)范作業(yè)。5. 熱處理工藝焊后熱處理采用型號

4、為 DKP C- 1 2360 - 1 2的熱處理機，履帶式陶瓷電阻器加熱，熱電偶 綁扎固定。采用K型鎧裝熱電偶，并與其匹配的補償導線和自動溫度記錄儀，使用硅酸鋁保 溫棉。(1)焊前預熱及層間溫度控制 預熱采用電加熱，4支熱電偶控溫，控溫點為3點、6點、 9點、12點。熱電偶端部距焊縫坡口邊緣 20m(見圖1)，預熱溫度為150C，達到溫度時 恒溫0.5h再開始打底焊接，以保持溫度均衡，改善母材的焊接性。焊條電弧焊時，溫度升至 230r，超溫報警設置為260r，層間溫度要求200300C，由熱處理工監(jiān)控，發(fā)現溫度偏低 立即進行加溫，如果偏高，應立即停焊，待恢復至230E時再繼續(xù)施焊，在整個施焊

5、過程中采用熱處理機跟蹤控制層間溫度。圖1層間溫度控制時熱電偶距坡口邊緣 20mm(2)焊后熱處理 第一，熱處理時熱電偶要保證與焊縫接觸良好，熱電偶熱端一般放在 靠坡口邊緣的第一道焊縫上，一定要用 20#鐵絲捆扎牢固，防止恒溫時熱膨脹造成熱電偶松 動，如圖2、圖3所示。圖2熱電偶熱端放在第一道焊縫上，保證熱端與焊縫接觸良好+圖3焊后熱處理四區(qū)控溫和三區(qū)控溫熱電偶安裝示意第二，加熱器安裝時，應將焊件表面焊瘤、焊渣、飛濺清理干凈，使加熱器與焊件表面 貼緊。加熱器安裝完畢后再用 20#鐵絲綁扎，防止高溫時加熱片膨脹（見圖 4）。圖4加熱器安裝完畢后再用粗鐵絲綁扎第三，增加熱處理保溫厚度和寬度，保溫厚度

6、為 100mm如圖5所示。第四，對于彎頭、三通或位置靠近閥門和缸體的焊縫，除用履帶式加熱器外，還應當用繩狀加熱器輔助加熱。用繩狀加熱器纏繞在加熱片與工件不能良好接觸的位置，如圖6所示圖5增加熱處理保溫厚度和寬度圖6第五，P91管道熱處理參數如附表所示。合理增加恒溫時間、加熱寬度等，有利于增加 焊縫韌性，但是焊縫硬度的降低不能過分依賴于恒溫時間和加熱寬度的增大，否則會造成母 材軟化，而應在控溫精確和包口方法上尋找解決辦法。第六，熱處理工藝：焊后溫度先降到110C恒溫60min,以便使馬氏體充分轉變，然后再 升溫熱處理。焊后熱處理全部采用“遠紅外”電加熱，熱處理工藝如圖7所示。6.熱處理過程注意事

7、項(1)預熱時熱電偶距坡口邊緣20mm當溫度升至預熱溫度時，恒溫30min再開始焊接，焊接時嚴格控制層間溫度。由于熱處理機測溫一般延遲30C左右，所以將超溫報警設置為260r，超溫時立刻停止焊接，待溫度降到 230r時再開始焊接。（2）測溫準確與否是熱處理效果好壞最關鍵的因素，熱電偶和溫度記錄儀使用前必須經 過有資質的單位校驗，并且對熱電偶使用時間進行記錄，使用超過 200h 校驗一次。由于層間 溫度為200300C，所以熱電偶校驗點為 200C、400C、600C、800C。（3）補償導線與熱電偶連接時極性一定要正確。補償導線與熱電偶的兩個接頭，以及與 熱處理機的兩個接頭應分別處于相同的環(huán)境溫度，否則容易造成測溫不準。補償導線與熱電 偶絲連接必須采用接線座連接可靠，不得將兩根導線直接擰接在一起，這樣線阻將會消耗電 勢差，容易造成超溫。7. 結語按以上的焊接及熱處理工藝，焊縫硬度符合DL/T438- 2009中規(guī)定的焊縫硬度控制在180