15CrMo合金钢管焊接工艺 2.1 焊接材料 针对15CrMo钢的焊接性及现场高压管道的工作特点,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。 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。 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。 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 2.2 焊前准备 试件采用15CrMo钢管,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,然后用丙酮清洗干净。 试件为水平固定位置,对口间隙为4mm,采用手工钨极氩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 2.3 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-乙炔焰对试件进行加温,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),最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,第一层采用手工钨极氩弧焊打底,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。
12Cr3MoWVSiTiB合金钢管规格表 12Cr3MoWVSiTiB化学成分 牌号 化学成分(质量分数)(%) C Mn Si Cr Mo V Ti B W Ni AI Nb N S P ≤ 12Cr3MoWVSiTiB 0.09-0.15 0.50-0.80 0.60-0.90 2.50-3.00 1.00-1.20 0.25-0.35 0.22-0.38 0.005-0.011 - - - - - 0.030 0.030 12Cr3MoWVSiTiB力学性能 牌号 纵向力学性能 横向力学性能 拉力强度MPa 屈服点MPa 伸长率(%) 拉力强度MPa 屈服点MPa 伸长率(%) 12Cr3MoWVSiTiB 610-805 440 16 - - -
12Cr3MoWVSiTiB合金钢管规格表
194*20 325*14 377*26 402*37 219*18 325*16 377*30 402*38 245*12 325*18 377*32 402*40 245*14 325*36 377*36 402*42 245*30 325*38 377*38 406*30 245*38 325*40 377*40 406*32 245*42 351*25 377*42 406*38 245*45 351*26 402*18 406*40 273*14 351*30 402*20 426*38 273*16 351*32 402*22 426*40 299*28 351*35 402*24 426*42 299*38 325*42 402*26 426*45 299*40 377*24
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