15CrMo钢板

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GB/T 3077-2006 钢板标准GB/T11251-2009、舞阳企业标准、***标准。

方案Ⅰ：焊接预热，采用ER80S-B2L焊丝，TIG焊打底，E8018-B2焊条，焊条电弧焊盖面，焊后进行局部热处理。

抗拉强度δb/Mpa 断裂部位 弯曲角度 面弯 背弯 焊缝 熔合线 热影响区(HAZ)

方案Ⅱ 525/520 母材 50。 合格 合格 79.4 109.2 96.7

方案Ⅰ：焊接预热，采用ER80S-B2L焊丝，TiG焊打底。E8018-B2焊条，焊条电弧焊盖面，焊后进行局部热处理。

表1 焊接材料的化学成分和力学性能

ER80S-B2L≤0.05 0.70.41.2 <0.20.5 ≤0.025 ≤0.025 ≤500 25 ;

E309Mo-16≤0.12 0.5～2.5 0.9 22.0～25.0 12.0～14.0 2.0～3.0≤0.025≤0.035 550 25 ;

试件采用15CrMo钢管,规格为φ325×25，坡口型式及尺寸见图1。

试件为水平固***置，对口间隙为4mm，采用手工钨极***弧焊沿园周均匀点焊六处，每处点固长度应不小于20mm。焊条按表2的规范进行烘烤。

焊条型号 烘烤温度 保温时间

E309Mo-16 150 ℃ 1.5h

按方案Ⅰ焊前需进行预热，根据Tto-Bessyo等人提出的计算预热温度公式：

[C]=[C]x [C]p [C]p=0.005S[C]x

[C]x——成分碳当量；

[C]x=C （Mn Cr）/9 7/90Mo=0.361

因此预热温度选为150℃。采用氧-***焰对试件进行加温，先用测温笔粗略判断试件表面的的温度（以笔迹颜色变化快慢进行估计），***后用半导体点温计测定，测量点至少应选择三点，以保证试件整体均达到所要求的预热温度。

表3 方案Ⅰ的焊接工艺参数

打底层钨板***弧焊ER80S-B2L φ2.4 110 12

盖面层 焊条电弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25

焊道名称 焊接方法 焊接材料 焊材规格/mm 焊接电流/A 电弧电压/V 预热及层间温度 热处理规范

填充层 焊条电弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24 / /

接时，层间温度应不低于150℃，为防止中断焊接而引起试件的降温，施焊时应由二名焊工交替操作，焊后应立即采取保温缓冷措施。

采用方案Ⅰ焊接的试件，焊后应进行局部高温回火处理。热处理的工艺为：升温速度为200℃/h，升到715℃保温1小时15分钟，降温速度100℃/h，降到300℃后空冷。具体采用JL-4型履带式电加热器（1146×310）包绕焊缝，用硅酸铝棉层保温，保温层厚度50mm，温度控制采用DJK-A型电加热器自动控温仪。

试件焊后按JB4730-94《压力容器无损检测》标准进行100%的超声波探伤检验，焊缝Ⅰ级合格。按JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》标准进行焊接工艺评定试验。评定结果见表5。

试验方案 拉伸试验 弯曲试验 冲击韧性试验aky（J/cm2）

方案Ⅰ 550/530 母材 50。 合格 合格 84.8 162 135.6

从拉伸试验结果可知，两种方案的拉伸试样全部断在母材，说明焊缝的抗拉强度高于母材；弯曲试验全部合格，说明焊缝的塑性较好。根据表5中的冲击韧性试验结果可知，方案Ⅰ的冲击韧性明显高于方案Ⅱ，证明方案Ⅰ的焊后热处理规范比较理想，高温回火不仅达到了改善接头***和性能目的，而且使韧性与强度配合适当。从室温机械性能结果可知，所推荐的两种焊接工艺方案均可用于现场施工。方案Ⅰ采用了与母材成分接近的焊条，焊缝性能同母材匹配，焊缝应具有较高的热强性，焊缝在高温下长期使用不易***。难点是焊后热处理规范较为严格，回火温度和保温时间及加热和冷却速度控制不当反而会引起焊缝性能下降。方案Ⅱ采用了奥氏体不锈钢焊条施焊，虽然可以省去焊后热处理，但由于焊缝与母材膨胀系数不同，长期高温工作时可发生碳的扩散迁移现象，容易导致焊缝在熔合区发生***。因此，从使用可靠性考虑，现场采用方案Ⅰ施焊更为稳妥。

15CrMo钢厚壁高压管的焊接采用两种焊接方案均为可行。为了保证焊缝性能同母材匹配且具有较高的热强性，采用方案Ⅰ效果更佳，关键是要严格控制焊后热处理工艺。

材质

规格

15CrMo

840×120

15CrMo

426×20-22-30

15CrMo

426×12-14-16

15CrMo

377×24-45

15CrMo

377×10-12-16

15CrMo

325×25-32

15CrMo

325×16-20

15CrMo

325×10-12-14

15CrMo

273×16-20

15CrMo

273×10-12-14

15CrMo

219×14-16-20

15CrMo

219×8-9-10-12

15CrMo

168×8-12-16-20

15CrMo

159×8-10-12-16

15CrMo

133×6-8-10-14

15CrMo

114×6-8-10

15CrMo

89×6-8-10

15CrMo

76×6-8-10-12

15CrMo

63.5×4-6

15CrMo

60×4-5-9

15CrMo

57×4-6-8

15CrMo

51×3.5-4-5-6

15CrMo

48×3.5-5-6-8

15CrMo

45×3.5-6-7

15CrMo

42×3.5-5-6

15CrMo

38×3.5-4-5

15CrMo

32×4-5-6

15CrMo

28×4-6

15CrMo

25×3.5

牌号

C

Si

Mo

Nb+Ta

P

0.12~0.18

0.17~0.37

0.40~0.55

_

≤0.035

牌号

屈服点MPa

15CrMo

235