典型低合金耐蚀钢的熔化焊焊接工艺

出处：按学科分类—工业技术 江苏科学技术出版社《焊工简明实用手册》第498页（4924字）

1．09MnCuPTi耐蚀钢的焊接工艺

09MnCuPTi耐蚀钢是结合我国资源条件开发的钢种，耐大气腐蚀的性能比低碳钢高出1～1．5倍。常用于制造机车车辆、桥梁、电站和矿井机架等。由于钢中碳的含量低，合金元素含量不高，其焊接性良好。其焊接工艺要点与普通低合金结构钢相似。

可以采用焊条电弧焊、埋弧焊和各种气体保护焊方法焊接。当焊件厚度在中厚以下和环境温度在0℃以上时，可以不预热施焊。如果厚度较大或环境温度在0℃以下时，应进行预热，预热温度通过焊接性试验确定。

焊条电弧焊时，根据板厚可选用E5003－G(J502WCu)，E5016－G(J506WCu)，E5015－G(J507CuP)等焊条焊接。埋弧焊时，可采用具有耐大气腐蚀性能的焊丝(例如H08MnMoCuP)配合SJ101烧结焊剂焊接。

钢的焊接热输入范围比较宽，焊条电弧焊为2～3．5kJ／cm；埋弧焊为3～4．5kJ／cm。

2．08CuPVRE耐大气腐蚀用钢的焊接工艺

08CuPVRE钢是结合我国资源开发的具有优良耐大气腐蚀性能的Cu－P系低合金耐蚀钢。板厚通常不大于16mm。目前，已广泛的应用于制造各种铁路车辆上，还用于矿井机架、建筑结构和农业机械等领域。

08CuPVRE钢的碳当量为0．174%～0．249%，钢合金元素含量也不高，焊接性很好。因此，焊前不需要预热，焊后也不需要进行任何热处理。

常用的焊接方法有焊条电弧焊、CO₂气体保护焊等。焊条电弧焊时，可采用E5016－G(J506WCu)焊条焊接，当钢板较薄时，也可以选用E5003－G(J502WCu)焊条焊接。CO₂气体保护焊时，可选用TY－01焊丝焊接，所焊出的熔敷金属的化学成分的质量分数(%)为：C 0．076、Si 0．41、Mn 0．75、P 0．018、S 0．015、Cu 0．44、Ni 0．40、Cr 0．24，性能满足要求。焊接08CuPVRE钢推荐采用的焊接参数见表7．5－4。

表7．5－4 焊接08CuPVRE钢推荐采用的焊接参数

3．09CuPTiRE耐大气腐蚀用钢的焊接工艺

09CuPTiRE钢是结合我国资源开发的Cu－P系的合金耐蚀钢，具有优良的耐大气腐蚀性能和较好的加工性能。通常板厚＜16mm。广泛应用于制造各种铁路车辆，也用于制造汽车、集装箱和建筑结构。

09CuPTiRE钢合金元素总量少，碳当量只有0．178%～0．235%，因此，焊接性很好。焊前不需要预热，焊后也不需要进行任何热处理。

常用的焊接方法有焊条电弧焊、CO₂气体保护焊等。焊条电弧焊可采用E5016－G(J506WCu)焊条，当钢板较薄时，也可以采用E5003－G(J502WCu)焊条焊接；CO₂气体保护焊时，可选用TY－01焊丝焊接，熔敷金属的化学成分质量分数(%)为：C 0．076、Si 0．41、Mn 0．75、P 0．018、S 0．015、Cu 0．44、Ni 0．40、Cr 0．24。焊接09CuPTiRE钢推荐采用的焊接参数见表7．5－5。

表7．5－5 焊接09CuPTiRE钢推荐采用的焊接参数

4．WSPA耐大气腐蚀用钢的焊接工艺

WPSA钢是武汉钢铁公司研制的Cu－P－Cr－Ni系低合金耐蚀钢，具有优良的耐大气腐蚀性能和良好的成型性。板厚通常不大于12mm。广泛应用于各种铁路车辆、农业机械、集装箱和各类铁塔等构件的制造。

该钢虽然加入了一定量Cr和Ni元素，但合金元素含量不高，碳的含量很低，淬硬倾向很小，因此焊接性良好。焊前不需要预热，焊后也不需要进行任何热处理。

常用的焊接方法有焊条电弧焊、CO₂气体保护焊等。焊条电弧焊可选用CT－16焊条或YTN50A焊条；CO₂气体保护焊可选用TY－01焊丝。采用YTN50A焊条和采用TY－01焊丝焊出的熔敷金属化学成分见表7．5－6；熔敷金属力学性能见表7．5－7；推荐采用的焊接参数见表7．5－8。

表7．5－6 焊接WPSA钢选用的焊接材料及熔敷金属成分

表7．5－7 WPSA焊后熔敷金属力学性能

表7．5－8 焊接WPSA钢推荐采用的焊接参数

5．10MnPNbRE耐海水腐蚀用钢的焊接工艺

10MnPNbRE钢是符合我国资源开发条件研制出的具有Mn－P－Nb－RE系的耐海水、抗大气腐蚀性能较好的低合金耐蚀钢。其耐海水腐蚀性能比Q235高出60%。利用这种钢可以制造海上采油井架、船舶、海港设施等。

该钢的特点是：碳的含量较低；合金元素总量不高；强度级别也不是很高；因此钢的淬硬倾向较小，只要焊接材料和焊接参数选择合适，保证母材中的W_c+W_p≤0．25%，则焊接性良好。

焊条电弧焊是焊接10MnPNbRE钢比较常用的焊接方法，可以选用E5015－G(J507CuP)焊条或E5016－G(J506CuPRE)焊条焊接。薄板焊件不需要预热，当板厚大于20mm时，焊前应采取预热措施，一般预热温度为100～150℃。焊后缓冷。当选用直径为Φ4mm焊条时，以采用170～180A的焊接电流、25V～28V的电弧电压和150～160mm／mm的焊接速度为宜。

6．08PVRE耐海水腐蚀用钢的焊接工艺

08PVRE钢是在过去的08MnPV钢的基础上，通过加入稀土合金元素研制出的一种耐海水腐蚀低合金钢。该钢具有良好的耐海水腐蚀性能，可用于制造海水输送管线、船舶和海港设施等。

这种钢碳的含量很低、合金元素总量少。淬硬倾向很小，由于W_c+W_p≤0．25%，热裂倾向也很小，因此具有良好的焊接性。焊前不需要预热，焊后也不需要做任何热处理。但对大厚板或大刚性结构，应预热100～150℃，并注意焊后缓慢冷却。

采用焊条电弧焊时，可选用E5015－G(J507CuP、J507MoNbRe)和E5016－G(J506CuPRe)等专用耐海水腐蚀焊条。焊前焊条经350～400℃，1h烘干后使用。所采用的焊接参数为：焊接电流170～180A，电弧电压25～28V，焊接速度150mm／min，层间温度≤100℃。

7．15MoVAlTiRE耐石油腐蚀用钢的焊接工艺

15MoVAlTiRE钢是我国应用于耐石油腐蚀容器最早的钢种，以热轧状态供货。它具有优良的耐石油腐蚀性能，是比较理想的油罐用钢。

由于15MoVAlTiRE钢铝的质量分数较低(0．2%～0．3%)，属于第一类含铝钢，熔合线处形成(铁素体带)脆化。另外，碳的含量也比较低，合金元素总量小，钢材的淬硬倾向也比较小。因此，15MoVAlTiRE钢具有良好的焊接性。焊前一般不需要预热，焊后也不需要进行热处理。焊接接头的冲击韧度和冷弯角等均为良好。这种钢可以采用与Q235相同的焊接工艺施焊。

生产中，多采用焊条电弧焊和埋弧焊焊接，尤其是焊条电弧焊应用更为普遍。

焊条电弧焊时应采用15MoVAlTiRE钢专用焊条焊接，可选用E5515－G(J557Mo、J507MoV)等焊条。焊前焊条经350～400℃，1h烘干后使用。

8．12AlMoV耐石油腐蚀用钢的焊接工艺

12AlMoV钢的铝质量分数为0．70%～1．10%，属于第二类含铝钢，因此有在熔合线靠近母材一侧产生铁素体带倾向，平均宽度为0．1～0．15mm，在铁素体带中还析出微小点状或短条状析出物。在800℃以下二次加热时，铁素体带有所增加，但加热到1150℃，保温4h，铁素体带变小。该钢的含碳量较低，合金元素总量小，淬硬倾向小，因此12AlMoV钢的焊接性是良好的。焊前一般不需要预热，焊后也不需要进行热处理。

通常采用焊条电弧焊焊接12AlMoV钢，焊条可选用E5015－G(J507Mo)，也可选用专用焊条“抗腐02”焊条。熔敷金属的化学成分(质量分数，%)为：C 0．055、Mn 0．63、Si 0．40、Mo 0．81、V 0．38、RE 0．01、S≤0．01、P≤0．012，抗拉强度σ_b≥542MPa，δ_s≥24．3%。

9．15Al3MoWTi及15Al2Cr2MoWTi耐石油腐蚀用钢的焊接工艺

15Al3MoWTi及15Al2Cr2MoWTi钢具有很强的耐石油腐蚀性能。特别是在含高硫石油、高温重油中耐腐蚀性能尤为显着。经裂化分馏塔底的挂片试验表明，15Al3MoWTi钢的各项性能已达到或超过了5Cr－0．5Mo钢的水平，5Al2Cr2MoWTi钢是在15Al3MoWTi钢的基础上改进而成的，两种钢的基本性能相似，两种钢广泛地应用于炼油厂的各种塔容器和管道。

两种钢中铝的含量均较高，均属于第三类含铝钢，因此都存在熔合线靠近母材一侧产生“铁素体带”脆化问题。不仅能产生组织粗大的铁素体带，而且在铁素体的晶界上能析出小点状和短条状的脆性相，其硬度高达800～1200HV，因此，使熔合线处的塑性和韧性降低。焊后需要进行650℃，保温3h的高温回火处理，以消除这些脆性相和改善接头的性能。由于这两种钢的碳含量不高，合金元素总量不多，淬硬倾向比较小，当板厚较小和结构刚性不大时，焊前可不预热；但当钢板厚度和结构刚性较大时，焊前需要预热，预热温度一般为100～150℃。多层焊的层间温度为100～150℃为宜。

可以采用焊条电弧焊、埋弧焊和各种气体保护焊焊接这两种钢。焊条电弧焊目前用得比较多，可以选用E5015－G(J507Mo、J507MoNb)焊条焊接，也可以采用专用焊条E5015－G(J507CrMo，J507CrAlMo)焊条焊接。

为了减少熔合线附近的“铁素体带”，应采用小电流，快速施焊。