針對15CrMo合金板的焊接性及現(xiàn)場高壓管道的工作特點,根據(jù)以往的經(jīng)驗,參照國外提供的焊接工藝卡,我們選擇了兩種方案進(jìn)行焊接試驗。
方案1:焊接預(yù)熱,15CrMo合金板采用ER80S-B2L焊絲,T1G焊打底,E8018-B2焊條,焊條電弧焊蓋面,焊后進(jìn)行局部熱處理。方案2:采用ER80S-B2L焊絲,T1G焊打底,E309Mo-16焊條,焊條填充電弧焊蓋面,焊后不進(jìn)行熱處理。15CrMo合金板焊絲和焊條的化學(xué)成分及力學(xué)性能見表1。
焊前準(zhǔn)備試件采用15CrMo合金板管,規(guī)格為φ325×25,焊前用角向磨光機(jī)將坡口內(nèi)外及坡口邊緣50mm范圍內(nèi)打磨至露出金屬光澤,然后用丙酮清洗干凈。試件為水平固定位置,對口間隙為4mm,采用手工鎢極氬弧焊沿園周均勻點焊六處,每處點固長度應(yīng)不小于20mm。15CrMo合金板焊條按表2的規(guī)范進(jìn)行烘烤。
預(yù)熱溫度選為150℃。采用氧-乙炔焰對試件進(jìn)行加溫,先用測溫筆粗略判斷試件表面的的溫度(以筆跡顏色變化快慢進(jìn)行估計),最后用半導(dǎo)體點溫計測定,15CrMo合金板測量點至少應(yīng)選擇三點,以保證試件整體均達(dá)到所要求的預(yù)熱溫度。
焊接時,第一層采用手工鎢極氬弧焊打底,為避免仰焊處焊縫背面產(chǎn)生凹陷,送絲時采用內(nèi)填絲法,即焊絲通過對口間隙從管內(nèi)送入。其余各層采用焊條電弧焊,15CrMo合金板共焊6層,每個焊層一條焊道。方案Ⅰ和方案Ⅱ的焊接工藝參數(shù)見表3、4。按方案Ⅰ焊
打底層 鎢板氬弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12填充層 焊條電弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85~90 23~25150℃ 715。×75min蓋面層 焊條電弧焊15CrMo合金板 E8018-B2 φ3.2 5 85~90 23~25
焊道名稱 焊接方法 焊接材料 焊材規(guī)格/mm 焊接電流/A 電弧電壓/V 預(yù)熱及層間溫度 熱處理規(guī)范打底層 鎢板氬弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12填充層 15CrMo合金板焊條電弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90~95 22~24 / /蓋面層 焊條電弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90~95 22~24
接時,層間溫度應(yīng)不低于150℃,為防止中斷焊接而引起試件的降溫,施焊時應(yīng)由二名焊工交替操作,焊后應(yīng)立即采取保溫緩冷措施15CrMo合金板。
焊接時采用方案1焊接的試件,焊后應(yīng)進(jìn)行局部高溫回火處理。熱處理的工藝為:升溫速度為200℃/h,升到715℃保溫1小時15分鐘,降溫速度100℃/h,降到300℃后空冷。15CrMo合金板具體采用JL-4型履帶式電加熱器(1146×310)包繞焊縫,用硅酸鋁棉層保溫,保溫層厚度50mm,溫度控制采用DJK-A型電加熱器自動控溫儀。