焊接材料（liào）：針對15CrMo鋼的焊接（jiē）性的工作特點（diǎn），根據（jù）以（yǐ）往的（de）經驗，參照國外提供的（de）焊接工藝卡，我們選擇了兩種方案進行焊接試（shì）驗。

　　方案Ⅰ：焊接預熱，采用ER80S-B2L焊絲，T1G焊打底，E8018-B2焊條，焊條電弧焊蓋麵，焊後進行局部熱處（chù）理。方案Ⅱ：采用ER80S-B2L焊絲，T1G焊打底，E309Mo-16焊條，焊條填充電弧焊蓋麵，焊後不進行熱處理。焊絲和焊條（tiáo）的（de）化學成分及力學（xué）性能見表1。

　　　焊接材料的化學成分和力學性（xìng）能

　　型號 C Mn Si Cr Ni Mo S P δb/Mpa δ,%

　　ER80S-B2L≤0.05 0.70.41.2 ＜0.20.5 ≤0.025 ≤0.025 ≤500 25

　　E8018-B2 0.070.7 0.3 1.1 0.5 ≤0.04 ≤0.03 550 19

　　E309Mo-16≤0.12 0.5～2.5 0.9 22.0～25.0 12.0～14.0 2.0～3.0≤0.025≤0.035 550 25

　　焊（hàn）前準備

　　試件采用15CrMo鋼管,規格為φ325×25，坡口型（xíng）式及尺寸見（jiàn）圖1。

　　焊前用角向磨光（guāng）機將坡口內外及坡口邊緣50mm範圍內打（dǎ）磨至露出金屬光澤，然（rán）後用丙酮清洗幹淨。

　　試件為水（shuǐ）平（píng）固定位置，對口間（jiān）隙為4mm，采用手工鎢極氬弧焊沿園周（zhōu）均（jun1）勻點焊六處，每處點固長度（dù）應不小於20mm。焊條按表2的（de）規範進行烘烤。

　　2 焊條烘烤規範

　　焊條型號 烘烤溫度 保溫時間

　　E8018-B2 300 ℃ 2h

　　E309Mo-16 150 ℃ 1.5h

　　　3 焊接工藝參數

　　按方案Ⅰ焊前需（xū）進行預熱（rè），根（gēn）據Tto-Bessyo等人提（tí）出的計算預（yù）熱溫度（dù）公式：

　　To=350√[C]-0.25（℃） 式中，To——預熱溫度，℃。

　　[C]=[C]x [C]p [C]p=0.005S[C]x

　　[C]x=C （Mn Cr）/9 Ni/18 7Mo/90 式中，

　　[C]x——成分碳當量；

　　[C]p——尺寸碳當量； S——試件厚度（本文中S=25mm）;

　　[C]x=C （Mn Cr）/9 7/90Mo=0.361

　　[C]p=0.045 則To=138℃

　　因此預（yù）熱溫度選為150℃。采用氧-乙炔焰對試件進行加溫，先用測溫筆粗略判斷試件表麵（miàn）的的溫度（以筆跡（jì）顏色變化快慢進行估計），最後用半（bàn）導體點溫計測定，測量（liàng）點至少應選（xuǎn）擇三點，以保證試件整體均達到所要求的預熱溫度。

　　焊接時，第一層采用手工鎢極氬弧焊打底，為避免仰焊處焊縫背麵（miàn）產生（shēng）凹（āo）陷，送（sòng）絲時采用內填絲法，即焊絲通過對口間隙從管內送入。其（qí）餘各層采用焊條電弧焊，共焊6層，每個焊層一條焊道。方案Ⅰ和方案Ⅱ的焊接工藝（yì）參數見（jiàn）表3、4。按方案Ⅰ焊

　　3 方案Ⅰ的焊接工藝參數

　　焊道名稱 焊接方法 焊接材料 焊材規格/mm 焊（hàn）接電流/A 電弧電（diàn）壓/V 預（yù）熱及層間（jiān）溫度 熱處理規範

　　打底層（céng） 鎢板氬弧焊（hàn） ER80S-B2L φ2.4 110 12

　　填充層 焊（hàn）條電弧（hú）焊 E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25150℃ 715。×75min

　　蓋麵層 焊條電弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25

　　3方案Ⅱ的焊接工藝參數

　　焊道（dào）名稱（chēng） 焊接方法（fǎ） 焊接材料 焊（hàn）材規（guī）格/mm 焊接電流/A 電弧電壓/V 預熱及層（céng）間溫度 熱處（chù）理規範（fàn）

　　打底層（céng） 鎢板氬（yà）弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12

　　填充層 焊條（tiáo）電（diàn）弧（hú）焊 E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24 / /

　　蓋（gài）麵層 焊條電弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24

　　接時，層間溫度應不低於150℃，為防（fáng）止中斷焊接而引起試件的降溫，施焊時應由二名焊工交替操作，焊（hàn）後應（yīng）立（lì）即（jí）采取保溫緩冷措施。

　　焊接工藝（yì）評定試驗

　　試件焊後按JB4730-94《壓力容器無損（sǔn）檢測》標準進行100%的（de）超聲波探傷檢驗，焊縫（féng）Ⅰ級合格。按JB4708《鋼製壓力容器（qì）焊接工（gōng）藝評（píng）定》標準進行焊接工藝（yì）評定試驗。評定結果（guǒ）見表5。

　　　4 焊接工（gōng）藝評定試驗結果

　　

　　試（shì）驗方案 拉伸試驗 彎曲試驗 衝擊韌性試驗aky（J/cm2）

　　抗拉強度（dù）δb/Mpa 斷裂部位 彎曲角度 麵彎（wān） 背（bèi）彎 焊（hàn）縫 熔（róng）合線 熱影響區(HAZ)

　　方案Ⅰ 550/530 母材 50。 合格 合格 84.8 162 135.6

　　方案Ⅱ 525/520 母材 50。 合格 合格 79.4 109.2 96.7

　　從拉（lā）伸試驗結果可知，兩種（zhǒng）方（fāng）案的拉伸試樣全部斷在母材，說明焊縫的抗拉強度高於母材（cái）；彎曲試（shì）驗（yàn）全部合格，說明焊縫的塑（sù）性較好。根據表5中的衝擊韌性試驗結果可知，方（fāng）案Ⅰ的衝擊韌性明顯高於方案Ⅱ，證明方案Ⅰ的焊後熱處（chù）理規範比較理想，高溫（wēn）回火（huǒ）不僅達到了改善接頭組織和性能目的，而且使韌性與強度配合適當。從室溫機械性能結果可（kě）知，所推薦的兩種焊接工藝（yì）方案均可用（yòng）於現（xiàn）場施工。方案Ⅰ采用了（le）與（yǔ）母材成分接近（jìn）的焊條，焊縫性能（néng）同母材匹配（pèi），焊縫（féng）應具有（yǒu）較高（gāo）的熱強性，焊（hàn）縫在高溫下長期使用不易破壞。難點是焊後熱處理（lǐ）規範較為（wéi）嚴格，回（huí）火溫度和（hé）保溫時間及加熱和冷（lěng）卻速度控製不當反而會（huì）引起焊縫性能下（xià）降。方案Ⅱ采用了奧氏體不鏽鋼焊條施焊，雖然可以省去焊（hàn）後熱處理，但由（yóu）於焊縫與母材膨脹係數不同，長期高溫工作時可發生碳的擴散遷（qiān）移現象（xiàng），容易導致（zhì）焊縫在（zài）熔合區（qū）發生破壞。因此，從使用可靠性考慮，現場采用方案Ⅰ施焊更為穩妥。

　　結論

　　15CrMo鋼厚壁高壓管的焊接（jiē）采用兩種焊接方案均為（wéi）可行。為了保（bǎo）證（zhèng）焊縫性能同母材匹配且具有較（jiào）高的熱強性，采用方（fāng）案Ⅰ效果更佳，關鍵是要嚴格控製焊後（hòu）熱處理工藝。

　　方案Ⅱ雖可省去（qù）焊後熱處理（lǐ），但焊縫在（zài）高溫下發（fā）生碳的遷移擴散而導致焊（hàn）縫破壞的可能性不（bú）容（róng）忽視，因此，隻（zhī）有在焊後無法（fǎ）進行熱處理時才慎重采用。