15CrMo耐热钢焊接性能与焊接工艺

15CrMo及12Cr1MoVG耐热钢焊接技术要求15CrMo及12Cr1MoVG耐热钢焊接特点：铬钼耐热钢中主要含有铬、钼等元素，这些都是显著提高钢淬硬性的元素，特别是钼的作用比铬约大50倍，它们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，从而在较高的冷却速度下可能形成马氏体组织，如果管材厚度较大且焊接不预热时，就有可能产生100%马氏体，转变出现淬硬组织，冷裂纹倾向较大。

铬钼耐热钢还具有再裂纹倾向和回火脆性。

15CrMo管材的焊接工艺要点：（1）焊前应对焊缝坡口及两侧各不小于焊件厚度的3倍范围内预热到70-80℃，且焊接过程中应保证预热范围内的母材（内外表面）温度不低于预热温度，且层间温度不低于150℃，不高于250℃。

（2）焊接使用的焊条一定要严格按要求进行烘干使用，在保温桶的存放时间不得超过4小时，剩余的焊材下班时要及时送回焊材烘干箱，不允许留在保温桶内。

（3）每道焊缝必需一次焊接完成。

每道焊缝焊接工作结束后，必须立即进行消氢热处理。

消氢热处理温度为250-350℃，保温时间为15分钟。

保温工作结束后，用硅酸铝板将焊缝及热影响区包裹采取缓冷措施。

（4）焊缝和热影响区的表面不允许存在咬边、裂纹、气孔、弧坑、夹杂等缺陷。

焊接接头上的熔渣和两侧的飞溅物必须打磨并消除干净。

（5）禁止在焊缝的非焊接部位引弧。

因电弧擦伤而产生的弧坑、弧疤，割除临时附件后，遗留的焊疤，均应打磨光滑，并按JB/T4730.4进行100%磁粉检测，Ⅰ级合格。

（6）探伤不合格的返修部位应对其按照要求进行预热后，方可进行清根、补焊。

补焊完成后，按照要求进行无损检测。

无损检测要求：（1）焊接接头（包含返修焊缝）焊接完成24h后才能进行以下无损检测：严格按照JB/T4730.2进行100%射线无损检测，合格级别不低于Ⅱ级。

（2）水压试验合格24h后，焊接接头应进行以下无损检测：焊接接头按JB/T4730.5进行100%渗透检测，Ⅰ级合格。

15CrMOG耐热钢的焊接工艺云维厂国外引进的15CrMOG的耐热无缝钢管，用于蒸汽管道，耐高温（400゜左右），工作压力在38~45公斤/㎝2，由于管径小（Ø57×4、Ø38×3.5、Ø32×3.5）壁厚薄，给焊接工作带来一定难度，根据图纸要求，焊接施工质量目标执行现场设备工业管道焊接施工及验收规范（GB50236—98），因此对15CrMOG薄壁耐热钢管采用全氩弧焊焊接，对Ø159×8的耐热钢管道采用手工电弧焊焊接，为了确保焊接质量，我们对薄壁耐热钢管道焊接做了焊接工艺评定，其抗拉、弯曲试验都达到规范要求，为达到优质的焊接接头、特编制以下焊接工艺：1、焊接材料的选择及化学成份的比较。

1：2、15CrMOG耐热钢手工电弧焊采用焊条热307：1：3、15CrMOG耐热钢手工钨极氩弧焊采用焊丝：H13CrMOA、Ø2.5㎜。

2：焊前准备：2：1、坡口制作及清理，坡口加工应用机械制作，坡口角度α=60°焊前将坡口两侧内外20㎜范围内的油、锈、污、毛刺等清除干净，使之露出金属光铎，同时清理焊丝表面的油、锈、等杂质。

2：2、焊条烘烤温度选择：热307焊条烘烤温度为350℃，恒温1—2小时随用随取，焊条使用时必须放入保温桶内、并经100℃—150℃恒温。

2：3、管子或管件对接焊缝组对时，内壁应齐平，内壁错边量不宜超过管壁厚度的10%，且不应大于2㎜。

3：焊接工艺要求：3：1、15CrMOG耐热钢焊接，根据管壁的不同厚度范围，选择不同的予热温度，小管径、薄壁管选择予热温度为150℃—250℃，管道组对定位焊缝也必须采用予热措施，定位焊缝应采用与根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺，并应由合格焊工施焊。

3：2、采用氩弧焊时，严格按照工艺指导书的焊接规范施焊，采用小电流短电弧，快速、少摆动的的操作手法、焊丝应在氩气的保护下过度熔滴，并做好管内壁的氩气保护，以免管内氧化。

15CrMoG耐热钢管道焊接施工工法1 前言耐热钢中以珠光体铬钼耐热钢应用最广，因为这类钢一般适用于350-550℃之间，同时，这类钢的合金元素含量相对较少，一般都属于低合金钢的范畴，因为合金钢是在碳钢中加入少量的合金元素，钢的性能就发生了变化，就得到了碳钢所没有的性能，即耐高温、抗氧化、抗蠕化和良好的持久强度,由于合金元素小于3.5%，所以称作低合金，简称合金钢。

它的耐热性和强度均超过不锈钢，但是价格比不锈钢便宜得多，适用于在各种高温高压条件下工作的介质管道。

例如在攀钢煤化工厂外线工艺管道施工项目中，该工程管道φ273×11共1200米，其设计温度为480℃，设计压力为5.5Mpa，并且管道材质为15CrMoG耐热合金钢，这类高温高压的特殊材质管道以前我公司未施工过,所以还没有完善和成熟的施工工艺及经验可以借鉴。

由于合金钢的化学成分和性能与碳素钢、不锈钢存在较大的区别，所以施工15CrMoG耐热合金钢的焊接工艺及步骤都比碳素钢、不锈钢要求更高，也更严格和复杂。

因此掌握此项新技术、新工艺中所有技术参数是具有较大的技术难题。

为了保证焊接质量，公司成立了专题攻关技术小组，开展科技创新，取得了“15CrMoG耐热钢管道焊接技术”这一新成果，并且该技术于2006年通过攀钢冶金技术有限公司（原攀冶建公司）科技质量部组织的科技成果鉴定，获公司科技进步一等奖；在2007年4月全国冶金施工系统QC成果发布会上获得二等奖。

该技术填补了我公司在15CrMoG耐热合金钢焊接技术方面的空白，优化了生产工艺，提高了劳动生产率，保证了焊接质量，为公司创造了良好的社会效益和经济效益。

2 工法特点2.1由于15CrMoG钢中含有较高含量的Cr、C和其它合金元素，钢材的淬硬倾向较明显，焊接接头淬硬倾向大，可能出现冷裂纹,因此15CrMoG 钢焊接时，焊接材料的选择和严格的工艺措施，对于防止焊缝产生裂纹，保证管道使用性能至关重要。

15CrMo钢的性能及其焊接方法陈蓉李攀峰陈桂芹（济南市锅检所济南山东250002山东澳信石化装备工程有限公司济南山东250217）山东华宸高压容器有限公司济南山东250101摘要：从理论和实践两个角度，探讨了15CrMoR材料有关的性能及其焊接工艺。

关键词：15CrMoR；焊接工艺；性能1、引言焦碳塔是延迟焦化装置的关键设备，其操作条件十分苛刻，操作温度高，温度变化范围大。

设备直径从5400-8800mm，由于100%射线检测，整体热处理，焊接质量要求非常严格，目前焦碳塔壳体材料一般采用15CrMoR钢，由于15CrMoR钢焊接性能较差，焊接时极容易产生焊接裂纹，因此探讨一套比较合理的焊接工艺十分必要。

2、15CrMoR耐热钢母材性能2.1 GB713-2008对15CrMoR的化学成分规定见表1表1 15CrMoR钢化学成分2.2力学性能见表2其金相组织为铁素体+珠光体+少量的贝氏体，晶粒度5-8级。

表2 15CrMoR钢力学性能3 15CrMoR 焊接时存在的问题15CrMoR中的Cr、Mo合金元素与碳共同作用，使奥氏体稳定性增大，临界冷却速度降低，易产生淬硬组织，导致冷裂纹的产生。

这与合金元素与碳的含量、氢的存在及焊接拘束度有关。

15CrMoR属淬硬倾向高的钢种。

其母材、焊缝具备固定的塑性储备，塑性变形能力相对较低，易在焊接缺陷处产生应力集中，加之氢的扩散聚集，导致诱发裂纹的临界应力值低，冷裂纹倾向较大。

应力状态是引起冷裂纹的直接原因，并会影响氢的分布。

15CrMoR焊接接头的应力状态主要有热应力、组织相变应力和接头外部刚性拘束引发的应力相互叠加的结果。

氢的直接作用主要为扩散氢，向应力集中部位扩散，当达到氢的临界含量值时，便引发裂纹。

来源于焊接材料的水分、坡口上的油污、铁锈及空气中的水分。

在高温焊接电弧作用下，分解的氢原子或氢离子大量溶于焊接熔池。

小体积熔池在快速冷却凝固过程中，氢来不及逸出，已过饱合状态存在于焊缝，在浓度梯度作用下，焊缝中的过饱和氢在一定温度区间（-100~100℃）扩散。

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15CrMo合金钢管在不具备热处理条件时的焊接方案15CrMo钢是典型的铬钼珠光体耐热钢，其在高温下具有比较高的抗氧化性
及热强性（δb≥440MPa），并具有一定的抗氢腐蚀能力。

由于钢中含有较高的碳含量及铬、钼等其它合金元素，钢材的淬硬倾向较明显。

15CrMo钢的焊接在国内已有成熟工艺，使用ER55-b2焊丝，手工钨极氩弧焊打底焊接，填充及盖面层采用R307焊条施焊，焊后进行热处理，可得到優质焊缝。

但在不满足现场热处理条件时无法采用此方案。

经查阅相关文献，可以采用ER55-b2焊丝，手工钨极氩弧焊打底，E309Mo-16焊条填充、盖面。

焊后可不进行热处理。

标签：15CrMo；焊接；应用
1 焊接性分析
1.1 热裂纹敏感性计算
2 焊接工艺参数
见表1。

3 试验方案
见表2。

由实验结果可看出，断裂部位都在母材热影响区处，证明焊缝抗拉强度高于母材；弯曲试验合格，说明焊缝的塑性很好，冲击韧性实验结果也在合格范围内，此方法确实可行。

但仍要注意的是，由于使用了奥氏体不锈钢焊条，焊缝组织为奥氏体不锈钢。

长期在高温下运行条件下熔合区会产生碳的迁移扩散，降低焊接接头的强度和塑性。

所以在选择使用此方法焊接时应慎重。

4 应用实例
我单位锅炉车间汽机房中抽下三通为15CrMo材质的异径三通，规格325×219×14，由于年度检修时间紧，所以采用此方案，目前已稳定运行半年。

运行状况良好。

15crmor管道焊接工艺15CrMoR管道焊接工艺是针对高温压力容器制造的一个重要工艺，15CrMoR是一种钢材，具有优异的高温高压性能和良好的可焊性。

本文将从15CrMoR管道焊接的工艺流程、注意事项和优点等方面介绍这一工艺。

一、15CrMoR管道焊接的工艺流程1.准备工作首先需要准备好所需的焊接工具、设备和材料等。

同时，还需要将待焊接的管道进行清洗和除锈，以保证其表面干净平整，有利于焊接时的质量和效率。

2.定位和对接在对准焊接位置之后，需要进行对接。

在对接的过程中，需要准确计算焊接处的尺寸、距离和角度等参数，以确保焊接结果符合要求。

3.焊接15CrMoR管道的焊接一般采用熔覆焊、氩弧焊、埋弧焊或电弧焊等多种技术。

在焊接的过程中，需要控制好焊接温度、焊接速度和焊接的焦距等参数，以保证焊缝的质量和稳定性。

4.后处理焊接完成后，需要对焊缝进行处理。

这一过程中，需要将焊接处的凸缺、气孔和裂纹等缺陷进行处理和修补，以确保焊接处的表面光滑整齐、无缺陷。

二、15CrMoR管道焊接的注意事项1.焊接前要检查管道材料和配件是否符合规定和要求，以确保其质量符合要求。

2.在进行焊接前，需要对整个焊接环境进行安全检查和防护措施，以避免发生意外事故。

3.焊接中需特别注意保护焊接区域，以避免受到外界因素的影响，影响焊接质量。

4.焊接时需要严格控制焊接温度和焊接速度，以保证焊接质量。

5.焊接后需要进行焊缝质量检查和处理，以确保焊接处的表面光滑整齐，无缺陷，并符合相关标准和要求。

三、15CrMoR管道焊接的优点1.15CrMoR钢材的高温高压性能和良好的可焊性是进行管道焊接的理想材料选择。

2.15CrMoR管道的焊接工艺成熟，技术要求较低，能够很好地满足管道焊接的要求和质量。

3.15CrMoR管道的焊接效率高，能够保证焊接质量、色泽均匀、表面光滑整齐，降低了管道的生产成本和时间成本。

总而言之，15CrMoR管道焊接是一项非常重要的工艺，对于保证高温高压容器的安全和性能具有至关重要的作用。

大直径薄壁15CrMo耐热钢管道焊接施工工法大直径薄壁15CrMo耐热钢管道焊接施工工法一、前言在许多工程领域中，大直径薄壁15CrMo耐热钢管道的应用越来越广泛。

该工法的施工过程相对复杂，需要特定的施工工艺来确保施工质量和安全性。

本文将介绍一种适用于大直径薄壁15CrMo耐热钢管道的焊接施工工法，并详细阐述其工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施以及经济技术分析。

二、工法特点大直径薄壁15CrMo耐热钢管道焊接施工工法具有以下特点：1. 焊接方法：采用TIG焊接、手工电弧焊接以及自动化焊接等多种方法，以确保焊接接头的质量和可靠性。

2. 施工难度大：由于管道的直径大且壁厚薄，需要采用特殊工具和技术来完成焊接工作，施工难度较大。

3. 高温材料：15CrMo耐热钢具有良好的高温抗氧化性能，适用于高温工况，但同时要求焊接过程中的温度控制严格，以确保焊接接头的性能和耐久性。

4. 高要求的人员素质：施工人员需要具有较高的技术水平和经验，以便正确操作焊接设备和完成焊接工艺。

三、适应范围该工法适用于大直径薄壁15CrMo耐热钢管道的焊接施工，特别适用于石油、化工、电力等行业的高温工程项目。

四、工艺原理大直径薄壁15CrMo耐热钢管道焊接施工工法的工艺原理主要是通过合理的工艺选择和施工措施来保证焊接质量和焊缝的可靠性。

工艺原理可以分为以下几个方面：1. 材料选择：选择15CrMo耐热钢管作为管道的材料，以满足高温工况下的需求。

2. 温度控制：通过严格控制焊接过程的温度来避免焊缝产生氧化和变形。

3. 焊接方法：根据不同情况选择合适的焊接方法，如TIG焊接、手工电弧焊接以及自动化焊接等。

4. 焊接参数选择：根据管道的直径、壁厚和工况等因素选择合适的焊接参数，以确保焊接接头的质量和可靠性。

5. 焊接顺序：根据管道的形状和焊接难度，确定合理的焊接顺序以保证整个焊接过程的平稳进行。

低合金钢15CrMo的合金管焊接摘要：简要叙述了低合金钢15CrMo的焊接工艺,归纳了15CrMo耐热钢转油线的施工步骤和技术要点。

关键词：预热；热处理；15CrMo钢管;联合站转油线因腐蚀减薄需要更换。

该转油线材质为15CrMo，设计温度500℃，设计压力02.MPa，管线公称直径DN400-DN350mm，壁厚14mm。

15CrMo钢焊接难度较大，主要是由于热影响区硬化，在焊接时易出现裂纹和焊后冷裂纹，对焊接工艺要求较高。

为此，在施工前进行了15CrMo钢管的焊接试验。

一、焊接方法和工艺参数1.试验方案选用φ377mm*14mm的钢管，采用氩弧焊打底，焊条电弧焊填充盖面，焊前预热250-350℃，焊丝为φ2.5mm的TIJ/R30L，保护气体为Ar,纯度≥99%。

焊条为低氢钠型E5515-B2（R307）铬钼珠光体耐热钢焊条，填充焊条φ3.2mm，盖面焊条φ4.0mm。

坡口为单面V型坡口，钝边1-2mm，对口间隙2-3mm。

焊接位置为水平固定全位置焊，氩弧焊打底，焊条电弧焊盖面，焊条烘干温度380℃左右，恒温1h，使用温度56℃。

氩弧焊打底工艺参数如下：钨极直径（mm) 2.5毫米、钨极伸出长度（mm) 6-8毫米、焊接电流（Ⅰ/Α）110-130安培、喷嘴直径（mm)8毫米、填充焊丝直径（mm) 2.5毫米、氩气流量（L.min)10-15升每分钟。

焊条电弧焊工艺参数如下：1、焊道填充层次 2层焊条直径（mm) 3.2毫米、焊接电流（Ⅰ/Α）90-120安培、电弧电压（U/V)21-24伏特、焊接速度（毫米每分钟）110-130毫米每分钟。

2、焊道填充层次 3层焊条直径（mm) 3.2毫米、焊接电流（Ⅰ/Α）95-120安培、电弧电压（U/V)21-24伏特、焊接速度（毫米每分钟）110-130毫米每分钟。

3、焊道填充层次 4层焊条直径（mm) 4.0毫米、焊接电流（Ⅰ/Α）140-180安培、电弧电压（U/V)21-26伏特、焊接速度（毫米每分钟）90-110毫米每分钟。

15crmo钢的焊接.15CrMo钢厚壁高压管的焊接工艺评定：1 、15CrMo钢的焊接性：15CrMo钢系珠光体组织耐热钢，在高温下具有较高的热强性（δb≥440MPa）和抗氧化性，并具有一定的抗氢腐蚀能力。

由于钢中含有较高含量的Cr、C和其它合金元素，钢材的淬硬倾向较明显，焊接性差。

2：焊接工艺2.1 焊接材料针对15CrMo钢的焊接性及现场高压管道的工作特点，选择了两种方案进行焊接试验。

方案Ⅰ：焊接预热，采用ER80S-B2L焊丝，T1G焊打底，E8018-B2焊条，焊条电弧焊盖面，焊后进行局部热处理。

方案Ⅱ：采用ER80S-B2L焊丝，T1G焊打底，E309Mo-16焊条，焊条填充电弧焊盖面，焊后不进行热处理。

2.2 焊前准备试件采用15CrMo钢管,焊前用角向磨光机将坡口内外及坡口边缘50mm范围内打磨至露出金属光泽，然后用丙酮清洗干净。

试件为水平固定位置，对口间隙为4mm，采用手工钨极氩弧焊沿园周均匀点焊六处，每处点固长度应不小于20mm。

焊条按规范进行烘烤。

焊条烘烤规范焊条型号烘烤温度保温时间E8018-B2 300 ℃ 2hE309Mo-16 150 ℃ 1.5h2.3 焊接工艺参数按方案Ⅰ焊前需进行预热，预热温度选为150℃。

采用氧-乙炔焰对试件进行加温，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），最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。

焊接时，第一层采用手工钨极氩弧焊打底，为避免仰焊处焊缝背面产生凹陷，送丝时采用内填丝法，即焊丝通过对口间隙从管内送入。

其余各层采用焊条电弧焊，共焊6层，每个焊层一条焊道。

方案Ⅰ和方案Ⅱ的焊接工艺参数。

按方案Ⅰ焊方案Ⅰ的焊接工艺参数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打底层钨板氩弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12填充层焊条电弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25150℃ 715。