珠光体耐热钢的焊接工艺
出处：按学科分类—工业技术 河北科学技术出版社《实用焊接技术手册》第501页（2816字）
1．焊接工艺要点
珠光体耐热钢定位焊和正式施焊前都需预热，若焊件刚性大，宜整体预热；手工电弧焊时应尽量减小接头的拘束度；可选用奥氏体焊条(如A202、A302、A307、A312等)，焊前按预热工艺参数预热，焊后一般不进行回火处理。焊接过程中保持焊件的温度不低于预热温度(包括多层焊时的层间温度)，尽量避免中断，不得已中断焊接时，应保证焊件缓慢冷却。重新施焊焊前仍需预热；焊接完毕应将焊件保持在预热温度以上数小时，然后再缓慢冷却；焊缝正面的余高不宜过高。
2．焊接方法
气焊、手工电弧焊、埋弧自动焊、熔化极气体保护焊、电渣焊、钨极氩弧焊、电阻焊等方法均可用于珠光体耐热钢的焊接。
钨极氩弧焊用于管道生产可以实现单面焊双面成形，但当母材的含铬量超过3%时，焊缝背面应通氩气保护，以改善成形，防止焊缝表面氧化。钨极氩弧焊具有超低氢的特点，焊接时可以适当降低预热温度。这种焊接方法的缺点是焊接效率较低，生产中往往采用钨极氩弧焊焊接根部焊道，而填充层采用其他高效率的焊接方法，以提高生产效率。
低合金耐热钢的管件和棒材可采用电阻压力焊、感应加热压力焊以及电阻感应法进行焊接。这些焊接方法的优点是无需填充金属，但必须严格控制焊接工艺参数，才能获得优质的焊接接头。在焊接合金含量较高的耐热钢时，必须向焊接区吹送Ar或H2等保护气体，以保证接头的致密性。此外，局部加热往往导致铬钼钢焊后产生低塑性组织，而需将接头做相应的热处理。
3．焊前准备
一般焊件的坡口加工可以采用火焰切割法，但切割边缘的低塑性淬硬层往往成为后续加工过程中的开裂源。为了防止切割边缘的开裂，应采取以下工艺措施［1］：
(1)对于2．25Cr－Mo～3Cr－Mo钢和厚度15mm以上的1．5Cr－Mo钢板，切割前应预热150℃以上。切割边缘应做机械加工并用磁粉探伤法检查是否存在表面裂纹。
(2)对于厚度15mm以下的1．5Cr－0．5Mo钢板和厚度15mm以上的0．5Mo钢板，切割前应预热到100℃以上，切割边缘应做机械加工并用磁粉探伤法检查是否存在表面裂纹。
(3)厚度在15mm以下的0．5Mo钢板，切割前不必预热，切割边缘最好经机械加工。
4．焊接材料的选择
焊接材料的选择原则是焊缝金属的合金成分与强度性能应基本与母材相应的指标一致或应达到产品技术条件提出的最低性能指标［1］。焊件如焊后需经退火、正火或热成形等热处理或热加工，应选择合金成分或强度级别较高的焊接材料。为提高焊缝金属的抗裂能力，焊接材料中碳的总含量应控制在略低于母材的含碳量。
当需要将珠光体耐热钢和普通碳钢焊在一起时，一般选用珠光体耐热钢焊条或焊丝进行焊接。珠光体耐热钢焊接材料的选用见表2－3－61，表2－3－62是珠光体耐热钢常用的TIG焊专用焊丝及其化学成分［13］，表2－3－63为珠光体耐热钢气焊用焊丝及其化学成分，表2－3－64是珠光体耐热钢焊条的牌号及主要用途。
表2－3－61 珠光体耐热钢常用的焊接材料
表2－3－62 珠光体耐热钢常用的TIG焊专用焊丝及其化学成分［13］3］
表2－3－63 珠光体耐热钢气焊用焊丝及其化学成分
表2－3－64 珠光体耐热钢焊条的牌号及主要用途
控制焊接材料的含水量是防止焊接裂纹的主要措施之一，而珠光体耐热钢所用的焊条和焊剂都容易吸潮。在焊接工艺规程中详细规定了焊条和焊剂的保存和烘干制度。常用珠光体耐热钢焊条和焊剂的烘干制度见表2－3－65。
表2－3－65 常用耐热钢焊条和焊剂的烘干制度［1］
5．预热和焊后热处理
预热温度的确定主要是依据钢的合金成分、接头的拘束度和焊缝金属的氢含量。一般认为母材碳当量大于0．45%、最高硬度大于HV350时，应考虑预热焊接。一般情况下，珠光体耐热钢的预热温度和层间温度应控制在150～350℃。
后热去氢处理是防止冷裂纹的重要措施之一，氢在珠光体中的扩散速度较慢，一般焊后加热到≥250℃，保温一定时间，可以促使氢加速逸出，降低冷裂纹的敏感性。采用后热处理可以降低预热温度约50～100℃。焊后热处理的目的不仅是消除焊接残余应力，更重要的是改善组织提高接头的综合力学性能，包括提高接头的高温蠕变强度和组织稳定性，降低焊缝及热影响区硬度等。常用珠光体耐热钢焊接的预热温度和焊后热处理温度见表2－3－66。
表2－3－66 珠光体耐热钢焊接的预热温度和焊后热处理温度
注：①12Cr2MoWVB的气焊接头焊后宜做正火+回火处理，推荐工艺参数为：正火1000～1030℃+回火760～780℃。
6．常用焊接工艺参数
珠光体耐热钢焊接生产中最常用的焊接方法是钨极氩弧焊封底、手工电弧焊盖面和埋弧自动焊。珠光体耐热钢管子钨极氩弧焊封底工艺参数见表2－3－67，手工电弧焊盖面工艺参数见表2－3－68，埋弧自动焊的焊接工艺参数见表2－3－69。
表2－33－67 管子钨极氩弧焊封底工艺参数
表2－3－68 手工电弧焊盖面工艺参数［13］
表2－3－69 珠光体耐热钢埋弧自动焊工艺参数［13］
