浅谈15CrMoR的焊接性

徐 强

(石家庄市化炭技术服务中心，河北 石家庄050100)

随着工程焊接技术的迅速发展，15CrMoR材料由于有良好的耐热性，工艺性能好，又比较经济，成为了动力、石油化工部门的主要结构材料之一。15CrMoR属珠光体耐热钢，焊接时易产生冷裂纹、再热裂纹和回火脆性。本文从材质特性和焊接性进行分析，通过正确选用焊接材料和制定合理的焊接工艺及焊缝的质量检测，确保焊接结构的质量，以满足设计及规范的要求。

1 15CrMoR钢的特性及焊接性分析

1.1 15CrMoR钢的特性

15CrMoR是低合金高强度耐热钢，其组织为珠光体+铁素体，属珠光体耐热钢。在高温情况下有很好的抗氧化和热强性、抗硫腐蚀和抗氢蚀性能，同时具有良好的工艺性能和物理性能。通常以正火+回火供货。15CrMoR钢板的化学成分及力学性能见表1和表2［1－3］。

1.2 15CrMoR焊接性分析

1.2.1 淬硬性

珠光体耐热钢中的主要元素铬和钼，延迟了钢在冷却过程中的转变，提高了过冷奥氏体的稳定性，因而显著提高了钢的淬硬性，冷却时得到较多的马氏体，产生淬硬组织。在焊接应力和拘束应力的作用下，容易产生淬硬裂纹。

表1 钢板的化学成分%

表2 钢板的机械性能

1.2.2 再热裂纹

由于钢中含有Cr、Mo元素，再热裂纹敏感温度区间为500℃ ～700℃，在焊后热处理或长期的高温工作中，热影响区熔合线附近的粗晶区会出现这种裂纹。

1.2.3 回火脆性

铬钼钢及其焊接接头在370℃ ～565℃温度区间长期运行过程中，由于P、As、Sn、Sb等杂质元素在晶界偏析，降低了晶界的断裂强度，引起钢材的韧性明显下降，转变温度升高的晶界脆化现象，即回火脆性。

2 焊接工艺

2.1 焊接方法和焊接材料的选择

在具体施工过程中，我们利用熔敷效率高的埋弧自动焊和能全位置焊的焊条电弧焊结合的方法。所选用的焊接材料的选配原则是保证焊缝金属化学成分和强度性能与母材相当。为确保焊缝金属的韧性，降低裂纹倾向，常选用低氢型焊接材料。焊材的选用见表3。

表3 焊材的选用与烘干

2.2 焊接工艺的制定

焊接工艺的制定首先从热规范角度考虑，为防止焊接接头产生冷裂纹和再热裂纹，采取≥200℃的预热和保持层间温度。预热时预热区的宽度大于所焊壁厚的4倍，层间温度不低于预热温度。同时控制焊接热输入，以防止热影响区过热程度增加，晶粒粗化，晶界结合力降低，接头的韧性也下降。焊接时采用多道焊和窄焊道，不摆动或小幅度摆动焊条。焊接热输入的的选择见表4。当接头产生大的宏观应力时，采取650～700℃保温时间不低于1 h的焊后热处理，以保证尽可能的降低焊接残余应力。焊后热处理同时也起到改善接头组织的作用。

表4 焊接参数

3 质量检验

考虑到实际使用结构的重要性，在材料使用的所有环节都应层层把关，严格控制以保证结构质量。原材料钢板到货后应进行100%UT检测。在结构制造过程中，注意材料标记移置，焊前要注意热切割边缘的的清理和坡口面进行100%MT检测。焊材严格按照工艺规程烘干。焊接完24 h后进行100%RT检测，确保焊缝内部质量。如发现不允许的缺陷，应在该缺陷两端的延伸部位增加该焊接接头长度的10%进行检测;待焊后热处理完成后，重新对焊缝进行20%的UT和MT的抽检，防止热处理过程对焊缝质量的影响。

4 结束语

15CrMoR属低合金高强度耐热钢，焊接时易产生冷裂纹、再热裂纹和回火脆性，我们从材质特性和焊接性入手进行分析，通过选用与母材化学成分和力学性能相近的焊接材料和制定合适的焊接线能量、预热和焊后热处理等焊接工艺，通过对材料制造过程中和焊缝质量的严格检测等措施，确保焊接质量，满足了产品的施工要求。

［1］ 陈剑虹，等.焊接手册［M］.北京:机械工业出版社，2001.

［2］ NB/T47015 －2011.压力容器焊接规程，2011［S］.

［3］ GB150 －2010.压力容器，2010［S］.