无锡东复泰特钢有限公司
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碳结钢：10# 15# 20# 35# 45# 50# 55# 60# 70#
合结钢：20Cr 40Cr 20CrMo 20CrMnTiH 22CrMoH 30CrMo 35CrMo 40CrMo
42CrMo 50CrMo 42CrMo4 12Cr1MoV 15CrMo 8620H 40CrNiMoA
38CrMoAL 20CrMnMo 40CrMnMo AISI4145H 12CrNi3 37CrNi3A
轴承钢：GCr15 GCr15SiMn 20CrNiMo 20CrNi2Mo 20Cr2Ni4
弹簧钢：65Mn 60Si2MnA 60Si2Cr 40CrV 50CrV
易切削钢:Y12 Y15 1214 1215 12L14 12L15
模具钢：9CrSi Cr12 Cr12MoV Cr12Mo1V1 LD CrWMn 6W6 65Nb 6CrW2Si
T10 W18Cr4V 1Cr18Ni9Ti 5CrNiMo 5CrMnMo
不锈钢：1Cr13 2Cr13 3Cr13 4Cr13 1Cr18Ni9 9Cr18Mo 9Cr18MoV
合金板：12Cr1MoV 15CrMo 40Cr 42CrMo
中厚板：Q235C Q235B Q345B Q345BZ15
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15CrMo圆钢系珠光体组织耐热钢，强度X于12CrMo，韧性稍低，在500-550度温度以下，持久强度较高，切削加工性及冷应变塑性良好，焊接性尚可(焊前预热至300度，焊后热处理)，一般在正火及高温回火状态下使用。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圆钢焊接性
1、焊接材料
针对15CrMo圆钢的焊接性的工作特点，根据以往的经验，参照国外提供的焊接工艺卡，我们选择了两种方案进行焊接试验。
2、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。
3、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。焊丝和焊条的化学成分及力学性能见表1。
4、焊后热处理
5、（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。
6、焊接工艺评定试验结果
7、试验方案 拉伸试验 弯曲试验 冲击韧性试验aky（J/cm2）
8、抗拉强度δb/Mpa 断裂部位 弯曲角度 面弯 背弯 焊缝 熔合线 热影响区(HAZ)
9、方案Ⅰ 550/530 母材 50。 合格 合格 84.8 162 135.6
10、方案Ⅱ 525/520 母材 50。 合格 合格 79.4 109.2 96.7
2、焊接材料
针对15CrMo圆钢的焊接性及现场高压管道的工作特点，
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。
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≤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
3、焊前准备
试件采用15CrMo圆钢,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。
表2 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 ℃ 1.5h
4、焊接工艺参数
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]-0.25（℃） 式中，To——预热温度，℃。
[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=0.361
[C]p=0.045 则To=138℃
因此预热温度选为150℃。采用氧-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），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，层采用手工钨极弧焊打底，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。×75min
盖面层 焊条电弧焊 E8018-B2 φ152.~1645~ .1188
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 钨板弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12
填充层 焊条电弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24 / /
盖面层 焊条电弧焊 E309Mo-16 φ3.2 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。
5、焊后热处理
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。
3 焊接工艺评定试验
试件焊后按JB4730-94《压力容器无损检测》标准进行100%的X声波探伤检验，焊缝ⅠX合格。按JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》标准进行焊接工艺评定试验。评定结果见表5。
表5 焊接工艺评定试验结果
试验方案 拉伸试验 弯曲试验 冲击韧性试验aky（J/cm2）
抗拉强度δb/Mpa 断裂部位 弯曲角度 面弯 背弯 焊缝 熔合线 热影响区(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
