【正文】 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 80mm 15CrMoR 低合金熱強(qiáng)鋼高壓鍋爐筒體焊接工藝 系 別 機(jī)械工程系 專(zhuān) 業(yè) 焊接技術(shù)及自動(dòng)化 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 20xx～ 20xx 學(xué)年 第一學(xué) 期 摘 要 15CrMoR 鋼 在高壓容器 中廣泛使用的鋼種，在 500℃～ 550℃ 使用具有較高的熱強(qiáng)性能。當(dāng)使用溫度大于 550℃ ，其熱強(qiáng)性能顯著降低。通常 15CrMoR 鋼主要用于蒸汽參數(shù)為 510℃ 的高中壓管道、導(dǎo)汽管，管壁溫度為 500℃ 的熱器管等 。 參考國(guó)內(nèi)外焊接工藝，對(duì)不同焊接方法制定相應(yīng)焊接工藝，經(jīng)過(guò)大量的焊接工藝評(píng)定實(shí)驗(yàn)包括 拉 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、沖擊韌性 試驗(yàn)得出較好的焊接方法工藝來(lái)保障焊接質(zhì)量。 關(guān)鍵詞： 焊接工藝； 15CrMoR 鋼 ；熱處理；檢驗(yàn) 目 錄 摘要 ............................................................................................................... 2 80mm 15CrMoR 低合金熱強(qiáng)鋼高壓鍋爐筒體 ................................................... 4 一、 設(shè)計(jì)依據(jù) ............................................................................................... 4 二、 CrMo 低合金鋼簡(jiǎn)介 ............................................................................ 4 三、 15CrMo 焊接性 ...................................................................................... 5 四、焊接材料的選擇 ................................................................................... 6 五、焊前準(zhǔn)備 ............................................................................................... 7 六、焊接 ....................................................................................................... 9 七、焊后熱處理 ..........................................................................................11 焊接操作注意事項(xiàng) ..................................................................................... 12 八、焊縫的驗(yàn)收與處理 ............................................................................. 14 參看文獻(xiàn) ..................................................................................................... 18 附錄 ............................................................................................................. 19 焊接工藝指導(dǎo)書(shū) 表（一） ..................................................................... 19 工藝評(píng)定報(bào)告 表（二） ......................................................................... 22 80mm 15CrMoR 低合金熱強(qiáng)鋼高壓鍋爐筒體焊接工藝 一、 設(shè)計(jì)依據(jù) 本次對(duì) 80mm 15CrMoR 低合金熱強(qiáng)鋼高壓鍋爐筒體的焊接工藝 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 的 設(shè)計(jì) ，主要是依據(jù) 國(guó)際 焊接 標(biāo) 準(zhǔn)體系和 國(guó)內(nèi) 焊接 標(biāo) 準(zhǔn)體系。其 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 中主要應(yīng)用了焊接材料及其檢驗(yàn)、焊接的試驗(yàn)和檢驗(yàn)、一般要求、健康與安全等標(biāo)準(zhǔn)。焊接接頭的基本要求 力學(xué)性能（見(jiàn)表 1） 表 1 力學(xué)性能 σ b／ MPa δ 5（ %） 彎曲角度／（176。）（ d=3a） 沖擊試驗(yàn) 其它 缺口變形 試驗(yàn)溫度／℃ Akv／ J ≥ 560 — 100 V 50 ≥ 49 σ b（ 350℃）≥ 420MPa σ s（ 350℃）≥ 365MPa 二、 CrMo低合金鋼簡(jiǎn)介 CrMo 鋼是目前世界上廣泛使用的熱強(qiáng)鋼和抗氫鋼。由于在低碳鋼中加入了 Cr，Mo等合金元素，大大的提高了鋼的綜合性能。如：具 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 有良好的高溫力學(xué)性能，抗高溫氧化性能，抗腐蝕性能，良好的韌性，工藝性能和可焊性，故廣泛用于制造石油化工，煤轉(zhuǎn)化，核電，汽輪機(jī)缸體，火電等使用條件苛刻，腐蝕介質(zhì)復(fù)雜的大型設(shè)備。本次設(shè)計(jì)的 15CrMoR 低合金熱強(qiáng)鋼的化學(xué)成分、力學(xué)性能和冷彎性能、高溫持久強(qiáng)度和基本許用應(yīng)力分別見(jiàn)表 2，表 3，表 4 和表 5。 15CrMoR 鋼 在高壓容器 中廣泛使用的鋼種，在 500℃～ 550℃ 使用具有較高的熱強(qiáng)性能。當(dāng)使用溫度大于 550℃ ，其熱強(qiáng)性能顯著降低。通常 15CrMoR 鋼主要用于蒸汽參數(shù)為 510℃ 的高中壓管道、導(dǎo)汽管，管壁溫度為 500℃ 的熱器管等 。 國(guó)外同類(lèi)型鋼種，有前蘇聯(lián)的 15XM，美國(guó)牌號(hào) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 T1 P12，日本牌號(hào) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 STBA2 STPA22 和德國(guó)牌13CrMo44 等。 表 2 15CrMoR 低合金熱強(qiáng)鋼的化學(xué)成分 C錯(cuò)誤 !未找到引用源。 Si Mn P S Cr Mo 表 3 15CrMoR 低合金熱強(qiáng) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用 源。 鋼的力學(xué)性能和冷彎性能 鋼板狀態(tài) 力學(xué)性能 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 和 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 冷彎性能 正火加回火 板厚（ mm）錯(cuò)誤 !未找到引用源。 抗拉強(qiáng)度 屈服強(qiáng)度 拉伸率 溫度 冷彎試驗(yàn) 180176。 b=2a ＞ 60100 450590 ≥ 275 ≥ 19 20 d=3a 表 4 15CrMoR錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 低合金熱強(qiáng)鋼的高溫持久強(qiáng)度 溫度（℃） 480 500 530 550 600 104h 349 180 163 120 49 105h 329 120 119 81 29 表 5 15CrMoR低合金熱強(qiáng)鋼的基本許用應(yīng)力σ（ MPa） 溫度（℃） 20 100 200 300 400 500 15CrMoR 149 148 96 三、 15CrMo焊接性 焊接 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 材料針對(duì) 15CrMo 鋼的焊接性的工作特點(diǎn)，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，參照國(guó)外提供的焊接工藝 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 卡，我們選擇焊接方法 。 方案：采用 ER80SB2L 焊絲， T1G 焊打底， E5515B2焊條，焊 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 條填充電弧焊蓋面，焊后不進(jìn)行熱處理。焊絲和焊條的 化學(xué) 成分及力學(xué)性能見(jiàn)表 1和表 2。 焊后熱處理 焊接的試件，焊 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 后應(yīng)進(jìn)行局部 高溫錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ≤ ≤ 回火 處理。熱處理的工藝為：升溫速度為 200℃ /h，升到 715℃保溫 1小時(shí) 15分鐘，降溫速度 100℃ /h，降到 300℃后空冷。具體采用 JL4型履帶式電 加熱器 （ 1146310 ）包繞焊縫，用硅酸鋁棉層保溫，保溫層厚度 50mm， 溫度 控制采用DJKA型電加熱器自動(dòng)控溫儀。 焊接工藝 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果 試驗(yàn)方案 拉 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 伸試驗(yàn) 彎曲試驗(yàn) 沖擊韌性 試驗(yàn) aky（ J/cm2） 抗拉強(qiáng)度 δb/Mpa 斷裂部位 彎曲角度 面彎 背彎 焊縫 熔合線 熱影響區(qū)(HAZ) 根據(jù)焊接工藝 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 評(píng)定（見(jiàn)附錄）焊接方案是正確的。 四、焊接材料的選擇 焊縫的 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 組織和性能在很大程度上取決于焊接材料， CrMo耐熱鋼焊接接頭應(yīng)具有與母材 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 相同的抗氧化性和熱強(qiáng)性，應(yīng)選用焊縫性能與母材匹配的焊接材料，并且不低于產(chǎn)品的最低性能指標(biāo)。 15CrMoR 鋼的焊接材料 通常有兩種，一種為選用與母材相匹配的耐熱鋼焊條，另一種采用奧氏體鋼焊條。采用奧氏體焊條由于焊縫金屬與母材的膨脹系數(shù)不同，長(zhǎng)期高溫工作還可能發(fā)生碳的擴(kuò)散遷移現(xiàn)象，容易導(dǎo)致在熔合區(qū)發(fā)生破壞。因此，該焊接工藝 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 較多應(yīng)用于局部補(bǔ)焊或者焊后不易進(jìn)行熱處理的部位， 15CrMoR 鋼焊接較普遍