T91材料焊接及熱處理

1、T91材料焊接及熱處理1 T91/P91鋼的焊接性能分析1.4 T91/P91鋼的組織為馬氏體，供貨狀態(tài)一般為正火 +回火，屬于高合金鋼， 焊接性較差，易出現(xiàn)冷裂紋、焊接接頭脆化、 HAZ區(qū)軟化等問題，必須嚴(yán)格按照 工藝規(guī)程，方可獲得滿意的焊接接頭。1.5 應(yīng)該嚴(yán)格控制焊接和熱處理溫度，采用較小的參數(shù)焊接是應(yīng)該注意的重點(diǎn)。1.6 熱處理理想保溫時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)，有利于焊接接頭常溫沖擊韌度的提高。2鋼材和焊材該種鋁材及其焊材部分國(guó)家牌號(hào)對(duì)照，見表 1、表2表1部分國(guó)家的鋼材牌號(hào)的對(duì)照美國(guó)德國(guó)日本法國(guó)SA-213T91SA-335P91X10CrMoVNb91HCM9STUZ10CDVNb9表2部分國(guó)

2、家焊材牌號(hào)的對(duì)照國(guó)名美國(guó)英國(guó)德國(guó)日本TIG焊絲ER90S-B9Babcock Bw41b 9CrMoV-NC9MV-1GTGS-9cbSMAW焊條E9015-B9ECrMoV91 BabcockMFoxC9MVCM-9cb3焊前準(zhǔn)備3.1 焊接設(shè)備選用帶衰減的逆變式直流弧焊機(jī)3.2 焊絲去除表面的油、垢及銹等污物，露出金屬光澤焊條進(jìn)過350c烘熔1.5-2h,置于80-100 C保溫筒內(nèi)，隨用隨取。3.3 坡口制備關(guān)鍵注意兩點(diǎn)氫弧焊填充時(shí)預(yù)熱溫度取160-180 C,溫度過高不利于焊工操作，易產(chǎn) 生缺陷，還會(huì)加重根部氧化。電弧填充時(shí)，道間溫度控制在280-320 C之間，因?yàn)榈谝?，從工藝上講，

3、 為防止產(chǎn)生熱裂紋和減少區(qū)的粗晶脆化，需選擇小參數(shù)，以減少高溫停留 時(shí)間，但采用小參數(shù)，焊縫冷卻速度快，容易產(chǎn)生淬硬組織而導(dǎo)致冷裂紋、 這是個(gè)矛盾。T91/P91鋼的MS點(diǎn)轉(zhuǎn)變溫度大約在380c左右，預(yù)熱溫度選 在280-320 C,即MS點(diǎn)溫度附近，既能保證高溫停留時(shí)間短，又能使馬氏 體轉(zhuǎn)變時(shí)冷速緩慢，并形成自回火馬氏體，解決了既要采用小參數(shù)，又不 能讓焊接冷速太快的矛盾。第二，從手工操作上講，該種鋼的焊條在300C左右的預(yù)熱溫度下，有最佳操作性能，熔滴過渡及鐵水流動(dòng)性和飛濺都明 顯改變。4.3 TIG打底焊4.31 為防止T91/P91鋼焊縫根部氧化，焊前在管內(nèi)沖量保護(hù)。沖量保護(hù)范圍 以坡

4、口軸向中心為基礎(chǔ)，各側(cè)各250-300mm處貼上兩層可溶紙（可用報(bào)紙 代替）。用漿糊粘住，做成密封氣室。利用細(xì)鋼管把頭敲扁插入焊縫內(nèi)（有 探傷孔控的管道可從探傷孔充氮），大管流量為20-30L/min，小管流量一 股為10-15L/min ,沖量時(shí)，當(dāng)感覺氮?dú)鈴暮缚p間隙輕微返出時(shí)（也可用 打火機(jī)是否熄滅來判斷）。用石棉條將焊口間隙堵住，此時(shí)將氮?dú)饬髁繙p 少1/3,流量過大會(huì)產(chǎn)生內(nèi)凹的缺陷，焊一段石棉條撥開一段。4.32 采用兩層TIG打底，通過減少熱輸入，可有效地降低根部焊縫氧化程度，保證打底質(zhì)量。4.33 操作上應(yīng)該特別注意U又弧質(zhì)量，收弧時(shí)先將焊接電流衰減下來，填滿弧坑后移向坡口邊沿收弧，

5、以防產(chǎn)生弧坑裂紋。4.34 TIG工藝參數(shù)見表3表3 T91/P91 鋼TIG焊接工藝參數(shù)鴇極直徑/mm焊絲直徑/mm焊接電流/MM電弧電壓 /V焊接速度/mm.min 1止向保護(hù)/mm.min 1WCe-22502.495-1159-1160-8010-124.35 SMAW1.41 SMAW焊應(yīng)注意道間溫度的控制，采用小參數(shù)、多層多道焊。其工藝參數(shù) 見表4。表4 T91/P91 鋼SMA押接工藝參數(shù)焊條直徑/mm2.53.24.0焊接電流/A80-90110-130140-160電弧電壓/V20-2220-2420-251.42 注意焊條的擺動(dòng)，焊層厚度以等于焊條直徑為直，焊道速度以焊條直

6、徑的3倍為宜。嚴(yán)格控制焊接熱輸入，中間填充宜采用3.2mm的焊條，最后兩層使用4.0mm的焊條。因?yàn)楹附訜彷斎雽?duì)焊縫沖擊韌度有很大的影 響，切忌使用大參數(shù)。每根焊條收弧都用衰減電流，待熔地填滿后再收弧， 以防產(chǎn)生弧坑裂紋。1.43 用角磨機(jī)或鋼絲刷徹底清理道間焊渣及飛濺， 特別是焊縫接頭處和坡口邊 緣處。清理時(shí)不可用榔頭、塞子過重敲擊焊縫。5 焊接及焊后熱處理5.1 圖2為焊接過程中溫度曲線示意圖圖2焊接過程中溫度曲線示意圖熱處理升溫速度當(dāng)6 < 25mm寸為220C/h 16 >25mni為150C/h。降溫速度當(dāng)6< 25mm寸為 150C/hi 6 >25mnW為

7、 100C/h.5.2恒溫時(shí)間（見表5）表5恒溫時(shí)間壁厚/mm6 <12.512.5 < 6 <2525< 6 <37.537.5 < 5 <50恒溫時(shí)間/h11.5-22-33-3.55.21 焊接完畢需在100-120 C的溫度下恒溫1h,將殘余奧氏體（A）全部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體（M） 后，才能進(jìn)行升溫?zé)崽幚怼?.22 恒溫時(shí)間按壁厚的不同在各范圍內(nèi)取值，壁薄的取下限，壁厚的取上限。5.23 上述恒溫時(shí)間比一般資料的參數(shù)稍長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)證明，恒溫時(shí)間的適當(dāng)延長(zhǎng)，有利于沖擊韌度的明顯提高，通過延長(zhǎng)恒溫時(shí)間可解決T91/P91鍋爐焊接接頭常溫沖擊韌度低的問題。5.24 回火溫度熱處理為高溫回火，最佳回火溫度為 760 ± 10c6 結(jié)論(1)該工藝參數(shù)用于