15CrMo鋼高壓管道現場的焊接工藝

陳革新

[摘 要] 15CrMo鋼焊接通常會出現兩方面的問題：焊接引起的各種冶金缺陷，主要是各類裂紋問題；焊接時材料性能的變化。通過現場實踐分析操作要點，總結歸納出實用工藝。

[關 鍵 詞] 冷裂紋；氬弧焊；手弧焊；工藝

[中圖分類號] TG44 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）14-0092-01

15CrMo屬于珠光體耐熱合金鋼，焊接的主要問題是冷裂、再熱裂。珠光體耐熱鋼中的主要合金元素Cr和Mo都能顯著提綱鋼的硬度，他們和X共同作用，使鋼的臨界冷卻速度降低，當焊接拘束度大，冷卻速度快的厚板結構時，又有H的有害作用就會導致冷裂紋。現以規格為φ219×12mm的15CRMo合金鋼管對接試件的焊接論述其焊接工藝。

一、焊前準備

焊機采用ZX7-400ST逆變焊機，焊絲選用TIG-R30氬弧焊絲，直徑為φ2.5mm，焊條選用R307，直徑為φ3.2mm，保護氣體采用氬氣，純度要求在99.95%以上。鎢棒采用鈰鎢棒，規格為φ2.5mm，鎢極表面不得有毛刺，疤痕或油污，鎢極端部磨成針形狀，以保證電弧集中而穩定，鎢極在焊接時燒損一般很小。焊條在使用前必須進行烘干，溫度為350℃，并保證恒溫1至1.5小時。

二、工藝參數

三、操作要領

（一）裝配工藝

焊接方法采用手工鎢極氬弧焊打底，手工電弧焊填充蓋面，采用V形坡口形式，坡口采用機械加工方法加工，坡口角度單邊30°，鈍邊取1mm，坡口加工好后應檢查坡口表面無缺陷，坡口50mm范圍內用角向打磨機打磨至露出金屬光澤，并進行磁粉探傷檢查是否存在表面裂紋，對接裝配時，間隙為4mm，焊接位置采用水平固定焊。定位焊采用三點定位焊，均勻分布，每處點固定長度為18mm。點固定焊時，焊點以融化鈍邊為宜，點固定焊后應仔細檢查，發現缺陷應及時清理干凈，重新點焊。

（二）打底焊工藝

焊前預熱150～250℃，檢查氬氣閥有無漏氣或失靈，減壓器、導氣管、導線是否連接牢固，導氣管、導水管是否暢通，電水儀表、流量計等儀器是否正常。第一層氬弧焊打底用電流為95A，氬氣流量為8L/min，噴嘴直徑為8mm，鎢極伸長為7mm。焊接至焊縫末尾，為了保護效果，焊嘴與焊件應盡量垂直或保持較大的夾角并使電弧作環向運動。開始引弧后先不加焊絲待根部鈍邊熔化形成熔池后，即可填焊絲，為使背面形成良好，熔化的焊絲金屬應送至坡口根部。為防止始焊處產生裂紋，始焊速度要慢些，并多填焊絲，焊接時的焊槍與焊絲成70度，開始施焊時，先從仰焊位置按逆時針方向焊，焊到平焊位置收弧，收弧時少填加焊絲不使焊縫過高，以利后半圈接頭。熄弧時，可衰減電流、關閉焊槍，但應在原處停留3至5秒延時供氣。按順時針方向焊后半圈在前半圈始焊處引弧，先不加焊絲，待接頭端熔化并形成熔池后，再填加焊絲，打底層焊接時，每半圈最好一氣呵成，若中斷時，應將原焊縫未熔端重新熔化，并交叉重疊5mm，一般打底層焊縫厚度為3mm左右最好，太薄易導致手弧焊填充時燒穿，當焊至接口處時，先停止填加焊絲，待原焊縫端部熔化后，再加焊絲并填滿熔池后熄弧。

（三）填充層焊接工藝

填充層焊接采用焊條電弧焊，電流120A，焊條R307，焊條烘干，焊條運條方法采用鋸齒或月牙形，施焊時間的焊條角度仰焊位置85度開始，焊條擺動到破口兩側時，稍作停頓，中間過度稍快，以防焊縫與母材交界處產生夾角，焊接速度應均勻一致，保持填充焊道平整，填充采用二層每層一道焊接法，填充高度應低于母材表面1mm，并不能熔化坡口棱邊，導致不好蓋面，中間接頭更換焊條要迅速，應在弧坑上方10mm處引弧，不得在坡口外引弧。引弧時應把焊條拉至弧坑處，填滿弧坑，再按正常方法施焊，也不得直接在弧坑處引弧焊接。施焊完畢后，焊后需立即用石棉帶纏繞以保溫患冷，最后進行焊縫外觀自檢，合格后對焊縫進行熱處理，焊后熱處理溫度為650～700℃，保溫時間為40min。熱處理結束后進行100%射線探傷，底片達到I級片。最終對試件進行拉伸、彎曲、面彎、背彎、沖擊等機械性能試驗，各項指標達到規定要求，該試件評定合格。

四、結論

焊接工作是一項專業性很強的技術工作，有專門的技術指導規范，焊接質量的好壞直接關系到整個施工項目的優劣。針對不同材質的母材有不同的焊接方法、不同焊接要求。

參考文獻：

[1]曹朝霞.特種焊接技術[M].機械工業出版社，2009-04.

[2]潘建農.金屬材料與熱處理[M].湖南大學出版社，2009-06.