T91鋼的焊接工藝

1、4.1 預熱溫度的選擇T91鋼的Ms點約為400，預熱溫度一般選在200250。預熱溫度不能太高，否則接頭冷卻速度降低，可能在焊接接頭中引起晶界處碳化物析出和形成鐵素體組織，從而大大降低該鋼材焊接接頭在室溫時的沖擊韌性。預熱溫度的下限從哈爾濱鍋爐廠所做過的插銷試驗可得到很好的說明。插銷試棒采用T91鋼，直徑8 mm,深0.5 mm，底板采用13CrMo鋼，厚20 mm，試驗在不預熱、預熱150、預熱200、預熱250條件下進行。焊條采用J707。焊接電流為165170 A，電弧電壓為21267 V，試驗結(jié)果如表2所示。表2 T91插銷試驗結(jié)果試驗條件 試樣號 應力水平/MPa 斷裂時間/min

2、不預熱 1 303.8 992 186 8 2373 176.4 8.3 1440未斷預熱150 4 421.4 8.1 12605 354.8120未斷預熱200 6 465.2 8.6 1440未斷7 482.7 8.1 4388 539 7.9 313預熱250 9 539 8.2 1440未斷10 600 8.0 1440未斷由上述試驗結(jié)果知，在不預熱條件下，T91鋼焊接接頭的臨界應力為176.4 MPa；預熱150時，臨界應力為354.8 MPa，為T91鋼常溫屈服極限415 MPa的85.4%；預熱200以上時，臨界應力大于460 MPa，超過了T91鋼常溫屈服極限。由此，為避免T

3、91鋼焊接時產(chǎn)生冷裂紋，預熱溫度必須不低于200，德國規(guī)定預熱溫度為180250，美國CE公司規(guī)定預熱溫度為120205。4.2 層間溫度的選擇層間溫度不得低于預熱溫度下限，但如同預熱溫度的選取一樣，層間溫度也不能過高。T91焊接時層間溫度一般控制在200300。法國規(guī)定：層間溫度不超過300。美國規(guī)定：層間溫度可位于170230之間。4.3 焊后熱處理起始溫度的選擇T91要求焊后冷卻到低于Ms點以下并保持一定時間再進行回火處理，焊后冷卻速度為80100/h。如果未經(jīng)保溫，接頭的奧氏體組織可能沒有完全轉(zhuǎn)變，回火加熱會促使碳化物沿奧氏體晶界沉淀，這樣的組織很脆。但是T91焊后也不允許冷卻到室溫再

4、進行回火，因為其焊接接頭冷卻到室溫時就有產(chǎn)生冷裂紋的危險。對于T91來說，最佳起始溫度為100150，并保溫1h，可基本確保組織轉(zhuǎn)變完畢。4.4 回火溫度、恒溫時間、回火冷卻速度的選擇T91鋼冷裂傾向較大，在一定條件下，容易產(chǎn)生延遲裂紋，故焊接接頭必須在焊后24 h內(nèi)進行回火處理。T91焊后狀態(tài)的組織為板條狀馬氏體，經(jīng)過回火可變?yōu)榛鼗瘃R氏體，其性能較板條狀馬氏體優(yōu)越?；鼗饻囟绕蜁r，回火效果不明顯，焊縫金屬容易時效而脆化；回火溫度過高(超過AC1線)，接頭又可能再次奧氏體化，并在隨后的冷卻過程中重新淬硬。同時，如本文在前面所述，回火溫度的確定還要考慮接頭軟化層的影響。一般而言，T91回火溫度為

5、730780。T91焊后回火恒溫時間不少于1 h，才能保證其組織完全轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體。為了降低T91鋼焊接接頭的殘余應力，必須控制其冷卻速度小于5 /min。T91鋼的焊接工藝可用圖3表示。預熱200250 ；焊接，層間溫度200300 ；焊后冷卻，速度為 80100 /h；100150 保溫1 h；730780 回火1 h；以不大于5 /min速度冷卻5 T91鋼在廣東省內(nèi)火電廠應用實例廣東省電力局第一焊接培訓中心曾作過Φ42 mm5mm的T91小徑管對接的焊接工藝評定。采取的預熱溫度為200，焊后冷卻到150，保溫1h后進行回火，回火溫度為750780，保溫1h，升降溫速度

6、均小于5/min。焊后對試樣進行外觀檢查、斷口檢查、無損檢測、拉伸和彎曲試驗，結(jié)果均合格，這也說明上述焊接工藝是行之有效的。上述焊接工藝已成功應用在沙角A廠、梅縣電廠高溫再熱器外圈。T91鋼在這些電廠應用后，由于超溫等造成的事故頻率大大降低。T91鋼靠合金化原理，尤其是添加了少量鈮、釩等微量元素，高溫強度、抗氧化性較12 Cr1MoV鋼有較大的提高，但其焊接性能較差。插銷試驗表明，T91鋼有較大冷裂傾向，選取預熱200250 ，層間溫度200300 ，可有效防止冷裂紋產(chǎn)生。T91焊后熱處理前，必須冷卻至100150 ，保溫1 h；回火溫度730780 ，保溫時間不少于1 h。以上焊接工藝已應用于200 MW、300MW 鍋爐制造生產(chǎn)實踐中，取得滿意效果，并獲得較大的經(jīng)濟效益。 鋼管是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的長條鋼材。鋼管具有中空截面，大量用作輸送流體的管道，如輸送石油、天然氣、煤氣、水及某些固體物料的管道等。鋼管與圓鋼等實心鋼材相比，在抗彎抗扭強度相同時，重量較輕，是一種經(jīng)濟截面鋼材，廣泛用于制造結(jié)構(gòu)件和機械零件，如石油鉆桿、汽車傳動軸、自行車架以及建筑施工中用的鋼腳手架等。用鋼管制造環(huán)形零件，可提高材料利用率，簡化制造工序，節(jié)約材料和加工工時，如滾動軸承套圈、千斤頂套等，目前已廣泛用鋼管來制造。鋼管還是各種常規(guī)武器不可缺少的材料，槍管、炮筒等都要鋼管來制造。鋼管按