15CrMo鋼系珠光體組織耐熱鋼，在高溫下具有**的熱強性和抗氧化性，并具有一定的抗氫腐蝕能力。由于鋼中含有**含量的Cr、C和其它合金元素，鋼材的淬硬傾向較明顯，焊接性差。
基本信息
中文名稱
15CrMo
特點
有**的熱強性和抗氧化性
?
執行**
GB/T 3077-2006
鋼板**
GB/T11251-2009
執行**
GB/T 3077-2015 鋼板**GB/T11251-2009、舞陽企業**、****。
焊接材料
針對15CrMo鋼的焊接性的工作特點，根據以往的經驗，參照**提供的焊接工藝卡，我們選擇了兩種方案進行焊接試驗。
方案Ⅰ:焊接預熱，采用ER80S-B2L焊絲，TIG焊打底，E8018-B2焊條，焊條電弧焊蓋面，焊后進行局部熱處理。
方案Ⅱ:采用ER80S-B2L焊絲，TIG焊打底，E309Mo-16焊條，焊條填充電弧焊蓋面，焊后不進行熱處理。焊絲和焊條的化學成分及力學性能見表1。
試驗結果
試驗方案 拉伸試驗 彎曲試驗沖擊韌性試驗aky
抗拉強度δb/Mpa 斷裂部位 彎曲角度 面彎 背彎 焊縫 熔合線 熱影響區
方案Ⅰ 550/530 母材 50。 合格 合格 84.8 162 135.6
方案Ⅱ 525/520 母材 50。 合格 合格 79.4 109.2 96.7
焊接工藝
方案Ⅰ:焊接預熱，采用ER80S-B2L焊絲，TiG焊打底。E8018-B2焊條，焊條電弧焊蓋面，焊后進行局部熱處理。
方案Ⅱ:采用ER80S-B2L焊絲，TiG焊打底。E309Mo-16焊條，焊條填充電弧焊蓋面，焊后不進行熱處理。焊絲和焊條的化學成分及力學性能見表1。
表1 焊接材料的化學成分和力學性能
型號 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 ;
焊前準備
試件采用15CrMo鋼管,規格為φ325×25，坡口型式及尺寸見圖1。
焊前用角向磨光機將坡口內外及坡口邊緣50mm范圍內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，每處點固長度應不小于20mm。焊條按表2的規范進行烘烤。
規范
焊條型號 烘烤溫度 保溫時間
E8018-B2 300 ℃ 2h
E309Mo-16 150 ℃ 1.5h
工藝參數
按方案Ⅰ焊前需進行預熱，根據Tto-Bessyo等人提出的計算預熱溫度公式:
To=350√[C]-0.25 式中，To--預熱溫度，℃。
[C]=[C]x [C]p [C]p=0.005S[C]x
[C]x=C /9 Ni/18 7Mo/90 式中，
[C]x--成分碳當量;
[C]p--尺寸碳當量; S--試件厚度;
[C]x=C /9 7/90Mo=0.361
[C]p=0.045 則To=138℃
因此預熱溫度選為150℃。采用氧-乙炔焰對試件進行加溫，先用測溫筆粗略判斷試件表面的的溫度，**后用半導體點溫計測定，測量點至少應選擇三點，以保證試件整體均達到所要求的預熱溫度。
焊接時，**層采用手工鎢極氬弧焊打底，為避免仰焊處焊縫背面產生凹陷，送絲時采用內填絲法，即焊絲通過對口間隙從管內送入。其余各層采用焊條電弧焊，共焊6層，每個焊層一條焊道。方案Ⅰ和方案Ⅱ的焊接工藝參數見表3、4。按方案Ⅰ焊
表3 方案Ⅰ的焊接工藝參數
焊道名稱 焊接方法 焊接材料 焊材規格/mm 焊接電流/A 電弧電壓/V 預熱及層間溫度 熱處理規范
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 E8018-B2 φ3.2 5 85~90 23~25
表4 方案Ⅱ的焊接工藝參數
焊道名稱 焊接方法 焊接材料 焊材規格/mm 焊接電流/A 電弧電壓/V 預熱及層間溫度 熱處理規范
打底層 鎢板氬弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12
填充層 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，層間溫度應不**150℃，為防止中斷焊接而引起試件的降溫，施焊時應由二名焊工交替操作，焊后應立即采取保溫緩冷措施。
熱處理
采用方案Ⅰ焊接的試件，焊后應進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。具體采用JL-4型履帶式電加熱器包繞焊縫，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。
試驗
試件焊后按JB4730-94《壓力容器無損檢測》**進行**的**波探傷檢驗，焊縫Ⅰ級合格。按JB4708《鋼制壓力容器焊接工藝評定》**進行焊接工藝評定試驗。評定結果見表5。
表5 焊接工藝評定試驗結果
試驗方案 拉伸試驗 彎曲試驗 沖擊韌性試驗aky
抗拉強度δb/Mpa 斷裂部位 彎曲角度 面彎 背彎 焊縫 熔合線 熱影響區
方案Ⅰ 550/530 母材 50。 合格 合格 84.8 162 135.6
方案Ⅱ 525/520 母材 50。 合格 合格 79.4 109.2 96.7
從拉伸試驗結果可知，兩種方案的拉伸試樣全部斷在母材，說明焊縫的抗拉強度高于母材;彎曲試驗全部合格，說明焊縫的塑性較好。根據表5中的沖擊韌性試驗結果可知，方案Ⅰ的沖擊韌性明顯高于方案Ⅱ，證明方案Ⅰ的焊后熱處理規范比較理想，高溫回火不僅達到了**接頭組織和性能目的，而且使韌性與強度配合適當。從室溫機械性能結果可知，所**的兩種焊接工藝方案均可用于現場施工。方案Ⅰ采用了與母材成分接近的焊條，焊縫性能同母材匹配，焊縫應具有**的熱強性，焊縫在高溫下長期使用不易破壞。難點是焊后熱處理規范較為嚴格，回火溫度和保溫時間及加熱和冷卻速度控制不當反而會引起焊縫性能下降。方案Ⅱ采用了奧氏體不銹鋼焊條施焊，雖然可以省去焊后熱處理，但由于焊縫與母材膨脹系數不同，長期高溫工作時可發生碳的擴散遷移現象，容易導致焊縫在熔合區發生破壞。因此，從使用可靠性考慮，現場采用方案Ⅰ施焊更為穩妥。
4 結論
15CrMo鋼厚壁高壓管的焊接采用兩種焊接方案均為可行。為了保證焊縫性能同母材匹配且具有**的熱強性，采用方案Ⅰ效果更佳，關鍵是要嚴格控制焊后熱處理工藝。
方案Ⅱ雖可省去焊后熱處理，但焊縫在高溫下發生碳的遷移擴散而導致焊縫破壞的可能性不容忽視，因此，只有在焊后無法進行熱處理時才慎重采用。
20CrMnTi 30CrMnTi 20CrMnTi圓鋼
模具鋼Cr12,Cr12MoV,Cr12Mo1V1,H13,718 P20,5CrNiMo,5CrMnMo,CrWMn
合工鋼9SiCr,9Cr2,7CrsiMnMoV,5-6CrW2si,8Cr3,9Mn2V,4Cr5W2Vsi
合工鋼30Cr3W,4Cr2MoVNi,3Cr2WMoVNi,SKD11? ? ?
合結鋼20-30CrMnTi，20CrNiMo，15Cr2Mo1，15-42CrMo
合結鋼20-40Cr，35CrMoV，20CrNi2MoA，20-50CrV
合結鋼20MnV，20-40CrMnMo，20-35CrMnsi，38Crsi，38CrMoAI，20-40CrNi
合結鋼45CrNiMoVA，12-37CrNi3 12-20Cr2Ni4A，18CrNiMo7-6，17CrNiMo
合結鋼40CrNiMo，37SiMn2MoV，19-50Mn2，25Cr2Mov，20SiMn2MoV，12CrNi2
合結鋼12Cr1MoV，12-37CrNi3MoA，20Ni4MoA，35SiMn，35CrNi3W，20CrNiMoH
合結鋼15-40CrMn，25Cr2Mo1V，45MnMo，40CrMoV，60CrMoV，27CrMoTi
合結鋼34CrNiMo6 30CrNi2MoV 18CrNiMnMoA 17-34Cr2Ni2Mo
合結鋼30Cr1Mo1V 20CrNiMo1V 18CrNiMo7-6
合結鋼：39CrNiMo3 30CrNiMo8 17CrNiMo6 31CrMoV9 18CrNiMo5 18CrMnNiMoV
合結鋼42CrNiMoV 34CrNi2MoV 40CrNi2Mo
彈簧鋼：60Si2Mn
碳工鋼：T8-T10A
耐熱鋼1Cr5Mo 4Cr10Si2Mo 4Cr9Si2
碳素鋼20-60# 15-65Mn
不銹鋼2-4Cr13 4Cr13MoV
軸承鋼GCr15 GCr15SiMn G20CrNiMoA G20CrNi2MoA G20CrNi4
軋輥鋼9Cr2Mo 9Cr2MoV 86CrMoV7 9CrV
美標特鋼鍛圓1045 1008 5140 4140 13210 52100 1335 4130 6470 4118 3240
金屬 供5CrNiMoV 080M40 21CrMoV5-11 20SiMn2Mo2 16CrNiMo16 Cr5Mo1V
AMS6302 5Cr3Mn1SiMoV 18CrNiMo5 9Cr1Mo g56NiCrMoV 20MnCr5 28Mn6 17CrNi6-6 16MnCrB5 AISI4130 X45NiCrMo4 4Cr3Mo3siV EN-36C 39CrNi3MO SNCM630 sncm439 30CrNiMo8V 34CrNiMo6V 18CrNiMo7-6 21CrMoV-B2 A350 32CrMo12 SCM420H EN-24 Q390D 34CrNo1 SCM415 5NiCrMov7 20Mn5N 655M13 709M40 817M40 835M30 SACM645 655M13 16MnCr5A 18CrNiMo7-6BBBBG EN-25 AISI9315 30CrNiMo8 X210Crw12 A2 H12
日標；S20C. S45C S40C. SUJ2. SCr415. SCr440. SCM420. SCM440. SACM645. SUP10. S30C. SWRH18. SMn433. SCM435
? 韓標；SM45C. SM58C. SWRCH30K. SM58C. SMn420. SCr415. SCM418. SCM440. SCM435. SMnC420. SNC415. SNC236. STB2. STD11 STF4.
?美國鋼材：D6 D3 D2 A2 A6 A8 M4 3V 10V 01 H13 H23 H42 A2 A5 A6 A10 D2 D3 D7 O1 O2 O6 S1 S2 S6 P2 P3 P20 F1 F2 L2 L3 L6 T1 F2 F8 T15 M1 M2 M30 M6 HAP-10 HAP-60 KHA 33N 1005 1018 1020 1035 1042 1053 1069 1071 1086 1095 1513 1524 1548 1566 1572 M1008 M1020 2317 2340 2512 3115 3135 3245 3450 4012 4024 4121 4150 4608 4715 4820 5015 5120 6115 6195 7260 8120 8622 8742 9254 9260
俄標 CT3CPX. CT6cpX. 20T2. 45T2. 35X. 40X. 50X. 15XM. 38XC. 30XMA. 38XM. 40XMΦA. 40XΦA. 18XT. 20XH. 40XH. 20XH3A. y7-1.
德標，C45 100Cr6 .41Cr4 .20Mn5. 13CrMo44 .42CrMo4. 20Cr4. 18NiCr8. 34CrAiMo5. 36NiCr6. C60.
法標；XC45, XC55, C22E, C45E, 20M5, 40M5, 18C3, 42C4 42CD4, 18CD4。
35CD4, 50CV4, 100C6, 55NCDV7, Z200C12, 1054WC13, XC12, 32M5, SCr420H, SCr445。SMn420
供應英標出口退稅特鋼鍛圓；050A20, 080M46, 080A20, 030A52, 150M19, En46, 527A19?
中國焊接網
公眾號
在線客服