12Cr1MoVG、15CrMo異種鋼焊接工藝分析及厚壁管道合理的焊接工藝及熱處理工藝

王 昊

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

12Cr1MoVG、15CrMo異種鋼焊接工藝分析及厚壁管道合理的焊接工藝及熱處理工藝

王 昊

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

12Cr1MoVG屬于常見的珠光體耐熱鋼，15CrMo屬于低合金珠光體耐熱鋼，這兩種異種鋼都具有很好的抗氧化性與熱強性，但這兩種鋼在進行焊接時，都容易出現冷裂紋等缺陷。針對這一問題，主要對12Cr1MoVG與15CrMo異種鋼的焊接工藝進行了分析，對厚壁管道合理的焊接工藝與熱處理工藝進行了優化研究。

焊接；異種鋼；熱處理

隨著我國工業的快速發展，我國發電機組規模也在迅速擴大，各種高參數機組正不斷投入生產，從而出現了各種復雜的焊接結構，對鋼材的要求也在不斷提高，以保障發電設備的穩定運行。由于火力發電機組的溫度一般都比較高，為了滿足設備的需求而使用了由不同化學成分與組織結構組成的異種鋼，異種鋼擁有的良好性能能夠滿足火力發展機制設備的需求，但異種鋼在焊接過程中容易出現問題，因此對異種鋼的焊接工藝進行分析具有很重要意義。

1 12Cr1MoVG、15CrMo焊接性能分析

12Cr1MoVG在異種鋼中屬于一種珠光體耐熱鋼，這種剛沒有含較多的合金元素，具有很好的抗氧化性與熱強性，同時還具有較強的抗硫腐化與抗氫腐蝕能力，12Cr1MoVG的物理性能與化學性能都比較好，但這種剛在焊接的過程中，近縫區容易出現硬化而出現冷裂紋，同時在熱影響區會出現軟化，最后在熱處理中還有再熱裂紋的傾向，但如果能對焊接工藝與熱處理溫度進行合理的控制，這些問題都能夠解決[1]。

15CrMo屬于低合金珠光體耐熱鋼，這種異種鋼中主要以CrMo與CrMo基多元合金鋼為主，這種異種鋼同樣具由很好的抗氧化性、熱強性、抗硫腐化與抗氫腐蝕能力，在焊接過程中如果處理不當，也會產生冷裂紋，在熱影響區會出現硬化或軟化。

2 異種鋼焊接工藝要點分析

2.1 焊接工藝要點

12Cr1MoVG與15CrMo異種鋼在焊接過程中，因為異種鋼的焊縫與母材的化學成分、物理性能以及力學性能等都有很大的差別，從而導致了異種鋼在焊接過程中要比同種鋼要復雜的多，因此在對異種鋼進行焊接時必須要根據異種鋼的物理性能與化學性能選擇合理工藝。

在焊接過程中，首先要控制預熱溫度與層間溫度，焊接溫度的控制能夠避免在焊接中出現裂紋。如果焊接的接口屬于坡口型，則采用單面雙V型坡口，并控制好上下坡口的角度，一般下坡口控制在35°，上坡口控制在10°，鈍邊的厚度控制在1.5mm左右，對口的間隙控制在2mm左右。在焊接過程中，一般預熱溫度控制在200~300℃，層間溫度控制在250℃~350℃，需要等到塔體管線坡口經滲透檢測達到JB/ T-4730.5-2005 Ⅰ級時才能夠合格。如果在焊接過程中出現局部間隙過大，應該要及時修復到規定的尺寸[2]。施焊時要主要接頭與收弧的質量，在收弧時要將熔池填滿，焊接完成后需要對焊縫進行滲透檢測。焊后的熱處理溫度一般控制在750℃左右，維持3h，然后讓其慢慢冷卻，溫度的變化不能太快，升溫過快或過慢都會影響焊接質量，一般溫度的變化最好控制在130℃/h。

2.2 施焊過程中的注意要點

在對異種鋼進行施焊的過程中，要想控制好焊接的質量，在施工工藝中有以下幾點一定要控制好。首先在焊接前需要做好控制好焊接的周邊環境，最好在焊接周邊設置好防風保溫棚，不要讓棚內的溫度達到0℃以下。其次需要管口的兩端進行封堵，減緩管道的冷卻速度，如果管內有冷空氣流動，會加快管道的冷卻速率，進而影響焊接的質量。最后因為12Cr1MoVG與15CrMo異種鋼具有淬硬傾向，因此在焊接前最好采用機械方式來進行坡口加工，避免使用火焰切割，同時為了擴散氫含量降低焊縫，需要將坡口后管道內的各種污漬全部清理干凈。

3 熱處理工藝優化研究

厚壁鋼管在的直徑與壁厚一般都比較大，直徑能達到630mm，壁厚也能夠達到60mm，并且隨著工業生產的實際需要還在不斷增大，由12Cr1MoVG與15CrMo組成的異種鋼中，由于其中含有合金元素，熱處理對其組織結構、熱強性等影響都比較復雜，并且熱處理過程中的各個環節也會相互制約，從而使得熱處理工藝變得更加的復雜。鋼的組織性能會受奧氏體化溫度與奧氏體化后的冷卻速率影響，想要保留異種鋼的原始組織結構，需要在500~750℃后保證冷卻速率在20℃/ min，但在實際的生產中往往很難實現[3]。通過對異種鋼的性能研究并結合實際的生產狀況發現，如果鋼管的壁厚在20mm以下，在正火之后的熱處理工藝最好是空冷，如果壁厚達到了30mm以上，則可以用水冷家空冷，這樣便可以優化熱處理工藝。

4 結語

12Cr1MoVG與15CrMo異種鋼雖然成分有差別，但是性能很接近，在進行厚壁鋼管焊接的過程中，如果焊接工藝與熱處理工藝沒有控制好，很容易出現各種焊接缺陷，進而影響焊接的質量。通過本文的分析可以了解到，在施焊過程中，不僅要嚴格控制好焊接時的溫度，同時也要控制冷卻溫度，在熱處理工藝中也是一樣，要想得到更好的焊接質量，必須要根據鋼材的性能與實際焊接條件制定出合理的焊接方法。

[1] 高海水.15CrMoR與800H異種鋼焊接問題的探討[J].中國鍋爐壓力容器安全，2012（2）：155-156.

[2] 潘鴻鷹.異種鋼焊接技術的探討[J].福建電力與電工，2011（1）：78.

[3] 楊大元，羅福盛.結構常用異種鋼焊接材料選擇及工程應用[J].鋼鐵技術，2013（4）：99-101.

Analysis of Welding Process of 12Cr1MoVG，15CrMo Dissimilar Steel and Reasonable Welding Process and Heat Treatment Process of Thick-walled Pipe

Wang Hao

12Cr1MoVG belongs to the common pearlitic heat-resistant steel，15CrMo belongs to low-alloy pearlitic heat-resistant steel，the two kinds of dissimilar steel has a good oxidation resistance and heat resistance，but the two kinds of steel in the welding，Are prone to cold cracks and other defects.In order to solve this problem，the welding process of 12Cr1MoVG and 15CrMo dissimilar steel is analyzed，and the reasonable welding process and heat treatment process of thick-walled pipeline are optimized.

welding；dissimilar steel；heat treatment

TG457.6

A

1003–6490（2017）03–0084–02

2017–03–02

董航（1990—），女，吉林長春人，助理講師，主要研究方向為化工機械。

收稿日期：2017–02–25

作者簡介： 王昊（1989—），男，吉林洮南人，助理工程師，主要研究方向為鉻鉬鋼異種鋼焊接。