S11348+15CrMoR復(fù)合鋼板的焊接性試驗研究

李莉

（渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧興城125105）

S11348+15CrMoR復(fù)合鋼板的焊接性試驗研究

李莉

（渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧興城125105）

按NB/T 47014-2011標(biāo)準(zhǔn)，通過對S11348+15CrMoR復(fù)合鋼板SMAW+SAW的焊接工藝試驗研究，確定了S11348+15CrMoR復(fù)合鋼板的焊接工藝。試驗結(jié)果表明：SMAW選用R307B和INCONEL182焊條，SAW采用H08CrMoA焊絲配合SJ101焊劑進行焊接；且采用焊前不低于160℃的預(yù)熱、焊后690℃保溫2 h熱處理和350℃保溫2 h的消氫處理的工藝措施，效果良好。

S11348+15CrMoR復(fù)合鋼板；焊條電弧焊；埋弧焊；焊接工藝

0 引言

S11348+15CrMoR為耐熱鋼的復(fù)合鋼板，其中S11384相當(dāng)于我國的06Cr13Al不銹鋼，屬于鐵素體型耐熱鋼。06Cr13Al鐵素體型不銹鋼的抗氧化及耐含硫氣體的腐蝕性能好，因其含鉻量高，具有單相鐵素體基體，鋼的表面容易形成連續(xù)且穩(wěn)定的保護性氧化膜。但有晶粒長大致韌性下降的傾向，熱強性差，不宜承受沖擊載荷，可制作受力不大的爐用構(gòu)件。15CrMoR鋼屬于低碳珠光體型熱強鋼，工作溫度低于抗氧化鋼，但承受載荷較大，廣泛用于制造鍋爐管道、高溫緊固件、汽車機轉(zhuǎn)子葉片、排氣閥等。S11348+15CrMoR復(fù)合鋼板在耐高溫、抗氧化、耐含硫氣體的腐蝕介質(zhì)的壓力容器中得到廣泛的應(yīng)用。S11348+15CrMoR的焊接工藝研究，為其在耐熱、耐蝕容器中的應(yīng)用提供了技術(shù)依據(jù)。

1 試驗方法

1.1 焊接試板及坡口形式

本試驗所用的焊接試板為S11348+15CrMoR復(fù)合鋼板，其規(guī)格為3+16 mm，試板的具體力學(xué)性能及化學(xué)成分如表1和表2所示。其坡口形式如圖1所示。

表1 S11348+15CrMoR鋼的力學(xué)性能

圖1 焊接坡口形式

表2 S11348+15CrMoR鋼的化學(xué)成分 （%）

1.2 母材的焊接性分析

S11348+15CrMoR復(fù)合鋼板由鐵素體型不銹鋼和低碳珠光體熱強鋼組成，S11348屬于鐵素體型不銹鋼，焊接加熱和冷卻過程中無同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，焊縫及熱影響區(qū)晶粒長大嚴(yán)重，易形成粗大的鐵素體組織而造成脆化；鐵素體型不銹鋼焊接時，在400～500℃長期加熱，易出現(xiàn)強度和韌性下降的現(xiàn)象，形成475℃脆化。同時，與腐蝕介質(zhì)相作用的鐵素體不銹鋼還要注意焊接接頭的晶間腐蝕現(xiàn)象。15CrMoR鋼屬于低碳珠光體熱強鋼，焊接時的主要問題是焊縫及熱影響區(qū)淬硬與冷裂紋的敏感性、熱影響區(qū)軟化。

1.3 焊接方法及焊接材料

本試驗采用SMAW+SAW的焊接方法進行焊接。為減小焊接接頭的脆化傾向，焊接材料中加入Ti、Nb等細(xì)化晶粒元素，從而減小晶粒粗大的現(xiàn)象，防止晶間腐蝕產(chǎn)生。SMAW焊接材料選用R307B、INCONEL182焊條，SAW焊接材料選用H08CrMoA焊絲配合SJ101焊劑進行焊接。焊接材料的化學(xué)成分如表3所示。

表3 焊接材料的化學(xué)成分 （%）

1.4 焊接工藝

為防止S11348焊接時產(chǎn)生的脆化傾向，焊接時盡可能采用小的焊接熱輸入，減小焊接接頭過熱。為防止15CrMoR鋼焊接時產(chǎn)生焊接裂紋，保證焊接接頭的高溫性能，焊接時采用預(yù)熱、焊后熱處理的工藝措施，并且焊接過程中應(yīng)保證焊道間溫度不低于預(yù)熱溫度。

本焊接工藝的預(yù)熱溫度為不低于160℃，最大道間溫度為250℃，焊后進行690℃保溫2 h的熱處理，為減小焊接接頭的冷裂傾向，焊后進行350℃保溫2 h的消氫處理。焊接工藝參數(shù)如表4所示。

表4 SMAW+SAW焊接工藝參數(shù)

2 焊接接頭的無損檢驗

按照J(rèn)B/T4730.2-2005標(biāo)準(zhǔn)，對焊接接頭進行射線探傷的質(zhì)量檢驗，合格質(zhì)量等級為Ⅰ級，不允許存在條狀缺陷。經(jīng)射線探傷檢驗，焊接接頭達(dá)到Ⅰ級合格標(biāo)準(zhǔn)。

3 焊接接頭力學(xué)性能試驗

焊后按照GB/T228、GB/T2653、GB/T229分別進行拉伸試驗、彎曲試驗、沖擊試驗等力學(xué)性能試驗，彎曲試驗無裂紋產(chǎn)生，拉伸試驗及沖擊試驗的試驗結(jié)果如表5和表6所示。

表5 拉伸試驗的試驗結(jié)果

表6 沖擊試驗的試驗結(jié)果

4 結(jié)論

通過對S11348+15CrMoR復(fù)合鋼板的焊接性進行分析，采用SMAW+SAW焊接方法進行焊接，SMAW選用R307B和INCONEL182焊條，SAW采用H08CrMoA焊絲配合SJ101焊劑進行焊接。采用焊前不低于160℃的預(yù)熱、焊后690℃保溫2 h熱處理和350℃保溫2 h的消氫處理的工藝措施，選用合適的焊接工藝參數(shù)，焊后通過焊接接頭的質(zhì)量檢驗，其焊接接頭的質(zhì)量滿足質(zhì)量要求。

[1]鄭建圻,戴明霞.復(fù)合板Q245R+06Cr13Al的焊接工藝[J].現(xiàn)代焊接,2011(2):40-41.

[2]廖慧敏,宋凱強,曹艷平,等.奧氏體不銹鋼復(fù)合鋼板焊接工藝及接頭組織研究[J].熱加工工藝,2012(17):148-150.

[3]時海芳,楊倩.12Cr1MoV珠光體耐熱鋼的焊接工藝評定[J].熱加工工藝,2011(7):115-117.

[4]李榮雪.金屬材料焊接工藝[M].北京:機械工業(yè)出版社, 2012.

［責(zé)任編輯：劉 月］

The Welding Test Research on S11348+15CrMoR Clad Steel Plate

Lili
(Bohai Shipbuilding Vocational College,Xingcheng 125105,China)

According to NB/T 47014-2011 standard,through the test research on S11348+15CrMoR clad steel plate SMAW+SAW welding technology,the researcher confirms the welding technology of S11348+ 15CrMoR clad steel plate.The test results show that SMAW selects the R307B and INCONEL 182 welding rods,SAW uses H08CrMoA solder wire with SJ101 flux to weld,its preheating temperature is not less than 160℃ before welding,and it insulates 690℃ for 2h as heat treatment and 350℃ for 2h as hydrogen bakeout after welding.

S11348+15CrMoR clad steel plate;SMAW;SAW;welding technology

TG457.11

A

2095-5928（2015）02-40-03

2015-01-26

李莉（1970-），女，遼寧葫蘆島人，副教授，碩士，研究方向：金屬材料工程。