15CrMo的焊接工艺

方案Ⅰ：焊接预热，采用ER80S-B2L焊丝，TiG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，TiG焊打底。E309Mo-16焊条，焊条填充电弧焊盖面，焊后不进行热处理。焊丝和焊条的化学成分及力学性能见表1。

表1 焊接材料的化学成分和力学性能

型号 C Mn Si Cr Ni Mo S P δb/Mpa δ,% ;

ER80S-B2L≤005 070412 <0205 ≤0025 ≤0025 ≤500 25 ;

E8018-B2 00707 03 11 05 ≤004 ≤003 550 19 ;

E309Mo-16≤012 05～25 09 220～250 120～140 20～30≤0025≤0035 550 25 ;

焊前准备

试件采用15CrMo钢管,规格为φ325×25，坡口型式及尺寸见图1。

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。焊条按表2的规范进行烘烤。

焊条烘烤规范

焊条型号 烘烤温度 保温时间

E8018-B2 300 ℃ 2h

E309Mo-16 150 ℃ 15h

工艺参数

按方案Ⅰ焊前需进行预热，根据Tto-Bessyo等人提出的计算预热温度公式：

To=350√[C]-025（℃） 式中，To——预热温度，℃。

[C]=[C]x [C]p [C]p=0005S[C]x

[C]x=C （Mn Cr）/9 Ni/18 7Mo/90 式中，

[C]x——成分碳当量；

[C]p——尺寸碳当量； S——试件厚度（本文中S=25mm）;

[C]x=C （Mn Cr）/9 7/90Mo=0361

[C]p=0045 则To=138℃

因此预热温度选为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的焊接工艺参数见表3、4。按方案Ⅰ焊

表3 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 φ24 110 12

填充层焊条电弧焊E8018-B2 φ32 5 85～90 23～25150℃ 715。×75min

盖面层 焊条电弧焊 E8018-B2 φ32 5 85～90 23～25

表4 方案Ⅱ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 φ24 110 12

填充层 焊条电弧焊 E309Mo-16 φ32 90～95 22～24 / /

盖面层 焊条电弧焊 E309Mo-16 φ32 90～95 22～24

接时，层间温度应不低于150℃，为防止中断焊接而引起试件的降温，施焊时应由二名焊工交替操作，焊后应立即采取保温缓冷措施。

热处理

采用方案Ⅰ焊接的试件，焊后应进行局部高温回火处理。热处理的工艺为：升温速度为200℃/h，升到715℃保温1小时15分钟，降温速度100℃/h，降到300℃后空冷。具体采用JL-4型履带式电加热器（1146×310）包绕焊缝，用硅酸铝棉层保温，保温层厚度50mm，温度控制采用DJK-A型电加热器自动控温仪。

答：15CrMoR属于中常温压力容器用钢板。

一、15CrMoR钢板的用途：15CrMoR钢板适用于锅炉及其附件和中常温压力容器的受压元件用厚度为3MM-200MM的钢板。

二、15CrMoR制造方法：21 钢由氧气转炉或电炉冶炼。

22 连铸坯压缩比不小于3。

三、15CrMoR执行标准

15CrMoR属于锅炉和压力容器用钢板，执行GB713-2014。

四、15CrMoR交货状态

15CrMoR的回火温度应不低于620℃。

五、15CrMoR尺寸、外形、重量及允许偏差

51 钢板的尺寸、外形、重量及允许偏差应符合GB/T 709的规定。

52 厚度允许偏差按GB/T 709的B类偏差。

六、15CrMoR包装、标志及质量证明书

15CrMoR钢板的包装、标志及质量证明书应符合GB/T 247的规定。

15CrMoR

钢板的焊接有什么特殊要求

15CrMoR属于Fe-4类材料，抗拉强度为450-590MPa，因此任何厚度焊接时都需要预热到120℃以上（根据NB/T 47015-2011）。焊条电弧焊时焊材选用R307（需350℃烘干1小时）；氩弧焊丝选择H13CrMoA，埋弧焊丝选择H13CrMoA，埋弧焊剂选择SJ250-G，CO2气体保护焊丝选择ER55-B2。焊后需300-350℃消氢1小时，一般采取退火处理。

15CrMoR是压力容器用钢。属于一种中温抗氢钢，产地：舞钢、新钢、湘钢。

牌号简介

“15”是碳含量成分015%

“Cr”是成分含有一定化学元素-铬

“Mo”是成分含有一定化学元素-钼

“R”是容器板容的第一个字母

15CrMoR，热处理常采用：正火+回火

在550℃以下时，具有较高的持久强度。

执行标准：GB713—2008舞钢临氢15CrMoR（H）执行标准WYJ410-2008

对用美标（S）A387MGr12

化学成分

15CrMoR化学成分%

CSiMnPSCrMo

012～018015～040040～070≤0025≤0010080～12003～060

舞钢15CrMoR(H)化学成分

成分

分析

方法

CSiMnPSCrMo

熔炼分析012

~

018

015~040040~070≤0010≤0010080~12003~060

产品分析010~020013~043037~073≤0012≤0010075~12503~062

成分

分析

方法

NiCuSbSnAsH

熔炼分析≤020≤020≤0003≤0015≤0016≤2ppm

产品分析≤020≤020≤0003≤0015≤0016≤2ppm

注：回火脆化敏感性系数满足以下要求：

X= (10P+5Sb+4Sn+As)×10≤15，式中元素以ppm含量代入，如001%以100ppm代入。

J=(Si+Mn)×(P+Sn)×10≤180，式中元素以重量百分含量代入，如001%以001代入。

机械性能

15CrMoR的力学性能

钢板状态力学性能和冷弯性能      

 板厚（mm)抗拉强度屈服强度伸长率温度冲击功冷弯试验180°b=2a

正火加回火6～60450-590≥295≥1920≥31d=3a

>60～100≥275

>100-150440-580≥255

舞钢15CrMoR（H）的力学性能

项目数值单位

室温拉伸Rm厚度≤100mm450~590MPa

 >100~150mm440~580 

室温拉伸Rp02厚度≤100mm≥295MPa

 >100~150mm≥255 

室温拉伸≥19%

室温拉伸断面收缩率Z≥45（适用于园拉伸试验）

≥40（适用于板拉伸试验）

%

0°C夏比冲击功（V）型缺口平均值≥55J

高温拉伸屈服强度Rp02详见技术条件MPa

室温弯曲试验d=2a 

最大模拟焊后热处理和最小模拟焊后热处理执行以下工艺：

Max PWHT：:690±10°C×18（0）h

MinPWHT：:690±10°C×6h（0）

钢板的板标：执行GB713-2008的规定。

舞钢临氢15CrMoR钢板的实物性能（模拟焊后热处理状态）:

板厚（mm）室温拉伸10°

Akv

（J）

高温拉伸冷弯180°C

Rp02（MPa）Rm（MPa）A

（%）

Z

（%）

温度

°C

Rp02（MPa）

325335-375515-55025-3470-77121-180450245-280完好

465305-325515-52030-3369-71138-293450240-270完好

15CrMo和12Cr1MoV都属于合金结构钢，由于化学成分和各项性能不同，使用的环境的条件不同，15CrMo化学成分C:012-018 Si:017-037 Mn:040-070 Cr:080-110 Mo :040-055，15CrMo力学性能：抗拉强度：≥440mpa 屈服强度：≥295mpa 断后伸长率：≥22%断面收缩率：≥60% 冲击功：≥94J

12Cr1MoV合金结构钢

合金结构钢：12Cr1MoV

标准：GB/T 3077-1988

●特性及使用范围：

是高压、超高压、亚临界电站锅炉过热器、集箱和主导管广泛采用的钢种。580℃时仍具有高的热强性和抗氧化性能，有较高的持久塑性。生产工艺较简单，焊接性能良好，但对正火冷却速度较敏感。580℃长期使用会产生珠光体球化。

12Cr1MoV化学成分：

碳 C ：008～015

硅 Si：017～037

锰 Mn：040～070

硫 S ：允许残余含量≤0035

磷 P ：允许残余含量≤0035

铬 Cr：090～120

镍 Ni：允许残余含量≤0030

铜 Cu：允许残余含量≤0030

钒 V ：015～030

钼 Mo：025～030

●力学性能：

抗拉强度 σb (MPa)：≥490(50)

屈服强度 σs (MPa)：≥245(25)

伸长率 δ5 (％)：≥22

断面收缩率 ψ (％)：≥50

冲击功 Akv (J)：≥71

冲击韧性值 αkv (J/cm2)：≥88(9)

硬度 ：≤179HB

试样尺寸：试样毛坯尺寸为30mm

●热处理规范及金相组织：

热处理规范：淬火970℃,空冷;回火750℃,空冷。

金相组织：贝氏体+铁素体。

●交货状态：以热处理（正火、退火或高温回火）或不热处理状态交货，交货状态应在合同中注明。

15CrMo合金结构钢材料名称:合金结构钢牌号:15CrMo标准:GB/T 3077-1988。

简介

特性

有良好的工艺性能和焊接性能，在500~550℃下有较高的持久强度。温度超过 550℃时，抗氧化性能变差，蠕变强度显著降低。长期处在 500~550 ℃时，钢的热强性降低，强度降低。用于制造510℃的高、中压蒸气导管、集箱以及管壁温度为550℃的过热器及锻件。

化学成份

碳 C :012~018

硅 Si:017~037

锰 Mn:040~070

硫 S :允许残余含量≤0035

磷 P :允许残余含量≤0035

铬 Cr:080~110

镍 Ni:允许残余含量≤0030

铜 Cu:允许残余含量≤0030

钼 Mo:040~055

性能

抗拉强度 σb (MPa):≥440(45)

屈服强度 σs (MPa):≥295(30)

伸长率 δ5 (%):≥22

断面收缩率 ψ (%):≥60

冲击功 Akv (J):≥94

冲击韧性值 αkv (J/cm2):≥118(12)

硬度 :≤179HB

试样尺寸:试样毛坯尺寸为30mm

信息

热处理规范

热处理规范:淬火900℃,空冷;回火650℃,空冷。

金相组织:铁素体+珠光体+少量贝氏体

交火状态

以热处理(正火、退火或高温回火)或不热处理状态交货，交货状态应在合同中注明。

合金钢管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。

15CrMo焊接性

焊接材料：针对15CrMo钢的焊接性的工作特点，参照焊接工艺卡，可以选择了两种方案进行焊接试验。

方案1：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2：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。

焊前准备

试件采用15CrMo钢管,规格为φ325×25。

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。

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