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12Cr1MoV耐热钢管的焊接工艺

南通职业大学技师学院 王斌 2021/1/10 9:35:49

   摘要: 本文对12Cr1MoV钢管的焊接工艺做了详细的介绍,并就焊接过程中遇到的焊接冷裂纹、再热裂纹、气孔等问题进行了分析,并从操作技巧的角度总结了一些避免缺陷的措施,大大的提升了焊接质量。
   关键词:12Cr1MoV 珠光体耐热钢 冷裂纹 气孔
  
   一、前言
   南通某热电企业检修中锅炉小溢流管改造工程中,涉及到12Cr1MoV管的焊接问题。由于位置特殊,该耐热钢要承受高温高压、腐蚀、应力等因素影响,所以焊接质量的好坏决定了设备的使用寿命。好的焊接技术、合理的焊接工艺,严格的工艺保证措施是保证焊接成功的关键。下面就12Cr1MoV耐热钢,φ365×30mm管道焊接为例,将在检修项目工作中研讨的12Cr1MoV耐热钢的焊接工艺措施与质量保证措施做详细的介绍。
   二、12Cr1MoV珠光体耐热钢介绍:
   1、12Cr1MoV珠光体耐热钢特性:
   12Cr1MoV耐热钢是铁素体和渗碳体组成的机械混和物。而珠光体耐热钢在室温时的金相组织基本为珠光体加铁素体。由于这类钢是在碳素钢的基础上增加一定含量的合金元素,在高温下不但具有高的耐热性,而且热强性也较高,工艺性好,比较经济,应用广泛。
   2、12Cr1MoV材料的化学成分与机械性能,见表1和表2:
   表1 12Cr1MoV材料的化学成分%
  


   表2 12Cr1MoV材料的机械性能
   REL(Mpa) RM(Mpa) A (%) AKV(J)
   ≥255 470—640 ≥21 ≥40
   3、12Cr1MoV钢材的焊接性
   12Cr1MoV珠光体耐热钢,合金总含量较高,碳含量为0.12%,由于淬硬倾向大,易产生冷裂纹(多出现在焊缝和热影响区),焊后热处理时容易产生再热裂纹,因此厚壁大径管焊接时常需要焊前进行预热,焊接过程中要控制层间温度,焊后还要进行热处理。
   三、12Cr1MoV钢,φ365×30mm对接接头氩电联焊焊接工艺
   1、焊前准备
   ①坡口:用坡口机开U型坡口,见图1。坡口尺寸为α=10°~15°、b=2~3mm、p=1.5~2mm、R=5mm 。清除坡口及焊缝两侧10~15mm的油锈污物直至发出金属光泽。
  

   图1 坡口图
   ②焊机:准备逆变焊机两台。钨极氩弧焊和焊条电弧焊工具各一套。
   ③焊材:选择焊材时应注意其化学成分和力学性能、工艺性能等,这是获得优良的焊缝金属成分、组织和力学性能的前提。经过比较,我们确定焊丝选用TIG-R31,φ2.5mm,焊条选用R317,φ3.2mm和φ4.0mm两种规格。焊条严格按规定烘干后,装入保温筒内随取随用。氩气的纯度不低于99.99%。
   ④焊接预热:由于12Cr1MoV规格为φ365×30mm,管径大,壁厚大,最好采用电加热法预热。但一般的单位电加热的条件不易达到,多采用氧-乙炔加热法。用氧-乙炔加热,升温慢,劳动强度大,加热温度也不均匀,温度不易控制,如果要使用必须注意加热部位的温差不可过大。 预热200-300℃,预热长度不得低于60mm。
   ⑤其他要求:持有相应合格焊工证书的焊接人员两人,热处理人员必须经过专业培训并考核取得资格证书。焊接场所的环境应维持在-10℃以上。不得强制对口,应用管夹对接,不得在焊缝直接点焊对接。
   2、焊接操作过程
   ①氩弧焊打低:打底时管子内不准有穿膛风,打底焊层厚度不应太薄,应不低于3mm。最好使用内填丝法进行焊接。
   ②焊条电弧焊填充盖面:打完底层后,立即进行第二层电弧焊的焊接,焊条应用φ3.2mm,焊接电流不应太大,以免第一层被烧穿,两人必须同时施焊。当焊完第二层时必须将飞溅、夹渣、药皮等杂质清理干净,因为焊条是低氢型,产生气孔的可能性比较大,尽量采取短弧焊接,焊道的单层厚度不应大于所用焊条直径加2mm,单道摆动宽度不应大于所用焊条直径的5倍,收弧时应将熔池填满,焊层和焊道之间的接头应错开,除第二层用φ3.2mm焊条外,其余焊层均应采用φ4mm的焊条施焊。
   ③保证焊接过程层间温度不低于预热温度的最低限即200℃,且不高于400℃。
   四、操作过程中容易产生的缺陷极其防止措施
   1、冷裂纹产生原因
   裂纹中尤以最为常见,大多产生于起头和收弧处,收弧裂纹最(未完,下一页

  

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