本发明专利技术涉及一种焊接工艺，尤其是涉及一种马氏体耐热钢的焊接工艺，该工艺为选用AWSA5.5E9015-B9等级的焊条，采用150~250℃的预热温度，200-350℃层间温度，焊接电流120-220A，电压15-25V，焊接速度8-20cm/min.，整个焊接过程中温度保持在150-350℃之间，每道焊缝宽度控制在8-20mm，每层焊缝的厚度控制2-4mm，焊接完成后冷却至90-150℃时，保温1小时，使过冷奥氏体转变完全后再进行焊后热处理；本发明专利技术提供一种工艺方法独特、保证马氏体耐热铸钢ZGZG1Cr10MoVNbN材质焊缝性能满足母材的性能要求、尤其可以保证焊缝的塑性指标延伸率也能够达到与母材同样的标准。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种焊接工艺，尤其是涉及一种马氏体耐热钢的焊接工艺。
技术介绍
目前火电机组正在向着高参数大容量方向发展，蒸汽温度和压力进一步提高，为此开发了一些新型马氏体耐热钢和奥氏体耐热钢。这些钢的合金元素含量较以前的锅炉用钢更高，焊接性能相比之下有所下降。最高蒸汽温度超过了 600°C，蒸汽压力超过25MPa，而且还在不断升高，但这有赖于耐热钢的发展。目前应用于超临界锅炉的新型马氏体耐热钢有T/P91、T/P92即NF616、E911、T/P122即HCM12A等，其中多数材料依赖与进口，国内对这类材料的焊接性及焊接接头性能研究尚少。由于超临界机组的快速发展，超临界机组参数的进一步提升受到材料的限制，虽然目前ZGlCrlOMoVNbN内缸铸件可以国产化的生产，但 生产ZGlCrlOMoVNbN内缸的制造厂并不多。ZGlCrlOMoVNbN材质焊接工艺评定时强度、冲击韧性等指标均可满足母材的要求，国家电力行业标准DL/T868-2004《焊接工艺评定规程》中对此类材质焊缝的硬度要求为焊缝和热影响区硬度不低于母材硬度值的90%，不高于母材布氏硬度值+100HB，且硬度小于350HB。但是目前的焊接工艺还不能达到标准要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种工艺方法独特、保证马氏体耐热铸钢ZGZGI Cr I OMoVNbN材质焊缝性能满足母材的性能要求、尤其可以保证焊缝的塑性指标延伸率也能够达到与母材同样的标准的一种马氏体耐热钢的焊接工艺。为了实现专利技术目的，本专利技术通过如下方式实现 一种马氏体耐热钢的焊接工艺，其特征是该焊接工艺为选用AWS A5. 5 E9015-B9等级的直径为4. Omm或5. Omm的焊条，焊接电流120-220A，电压15-25V，采用15(T250°C的预热温度，200-350 °C层间温度，焊接速度8-20cm/min.，整个焊接过程中温度保持在150-350°C之间，每道焊缝宽度控制在8-20mm，每层焊缝的厚度控制2_4mm，焊接完成后冷却至90-150°C时，保温I小时，使过冷奥氏体转变完全后再进行焊后热处理；所述焊后热处理工艺为回火，是以40°C /h 70°C /h的升温速度加热至710-760°C进行保温，保温6-12小时，然后以30 50°C /h的冷却速度缓慢冷却至200°C后出炉空冷；所述焊后热处理工艺为正火，是以50 100°C /h的升温速度，加热到1030-1055°C，保温8小时后空冷至室温后，回火以40 70°C /h的升温速度加热至720-770°C，保温时间6-12小时后随炉缓慢冷却至小于200°C后出炉空冷； 所述较大电流焊接时增加焊接速度，使热输入为8-31kJ/cm ； 所述焊材的化学成分为C为0. 08-0. 13，Si ( 0. 30，Mn彡I. 2，P彡0. 01，S彡0. 01，Cr8. 0-10. 5，Mo 为 0. 85-1. 20，Ni 为 0. 45，V 为 0. 15-0. 30，N 为 0. 02-0. 07，Nb 为 0. 02-0. 07。本专利技术有如下效果I)工艺方法独特本专利技术提供得焊接工艺为选用AWS A5. 5 E9015-B9等级的焊条，采用15(T250°C的预热温度，200-350°C层间温度，焊接电流120-220A，电压15-25V，焊接速度8-20cm/min.，整个焊接过程中温度保持在150_350°C之间，每道焊缝宽度控制在8_20mm，每层焊缝的厚度控制2-4mm，焊接完成后冷却至90_150°C时，保温I小时，使过冷奥氏体转变完全后再进行焊后热处理；本专利技术提供的方法按照行业规范和标准进行焊材的选择，对于高合金钢材质按照等化学成分匹配的原则选择AWS A5.5 E9015-B9等级的焊材，保证焊缝金属的化学成分及机械性能与母材匹配，ZGZGlCrlOMoVNbN为马氏体型耐热钢。根据文献报道对于9-12%Cr材料的马氏体耐热钢焊接普遍存在的问题是焊缝金属的冲击韧性较差和靠近母材焊缝热影响区的软化问题，会造成工件再使用过程中发生破坏。本专利技术ZGlCrlOMoVNbN材质为了使焊接过程中减少脆化组织，主要采用提高预热温度的方法，最低预热温度大于200°C，以此降低焊接时焊缝的凝固冷却速度，并且严格控制焊接的道间温度，避免焊缝再高温下停留时间的过长导致组织粗大，从而影响焊缝的冲击韧性的下降，所以焊接过程控制道间温度小于300°C，并且合理控制各项焊接工艺参数。2)保证焊缝焊缝金属的化学成分及机械性能与母材匹配本专利技术按照行业规范和标准进行焊材的选择，对于高合金钢材质按照等化学成分匹配的原则选择AWS A5. 5 E9015-B9等级的焊材，焊材的化学成分为:C为0. 08-0. 13，Si彡0. 30，Mn彡I. 2，P彡0. 01，S 彡 0. 01，Cr8. 0-10. 5，Mo 为 0. 85-1. 20，Ni 为 0. 45，V 为 0. 15-0. 30，N 为 0. 02-0. 07，Nb为0. 02-0. 07保证焊缝焊缝金属的化学成分及机械性能与母材匹配。3)得到综合性能优异的焊缝组织本专利技术提供的焊接工艺设计达到以下性能要求焊缝部位的抗拉强度大于670MPa，焊缝部位的屈服强度大于550MPa，焊缝部位的断面收缩率大于35%，回火焊后热处理后焊缝部位的延伸率大于15%，焊接后经过正火加回火的调质热处理后焊缝部位的延伸率大于18%。4)采用不同的焊后热处理工艺实现焊缝性能的最佳优化本专利技术提供的方法通过设计合理的焊接参数，确保焊缝的强度及组织满足要求。进行焊前预热降低过程中焊缝冷却速度，减少焊缝的淬硬倾向，通过控制焊接过程每一道的道间温度使焊缝保持在一个合理的温度范围，避免焊缝在高温区间停留时间过长引起的脆化组织，通过限制焊接电流、电压和焊接速度参数控制焊接热输入和熔池的冷却凝固速度，采用回火焊道技术来控制焊缝及热影响区的硬度；采用不同的焊后热处理工艺实现焊缝性能的最佳优化。5)本专利技术提供的工艺方法的设计在保证焊缝强度的前提下最大限度的提升了焊缝的塑韧性，使材料的使用更加安全。本工艺设计的性能结果完全满足焊接评定规范的要求，可以实现批量生产。具体实施例方式实施例一采用200°〇最低预热温度，200-3001层间温度，4.0111111焊条，焊接电流130-170A,电压15-25V，焊接速度10_20cm/min.。整个焊接过程中温度保持在200_300°C之间，每道焊缝宽度控制再8-20mm，较大电流焊接时增加焊接速度，使热输入控制在8_31kJ/cm。每层焊缝的厚度控制2-4mm，使下一层道焊道对上一层焊道起到回火作用。焊接完成后冷却至90-150°C时保温I小时，使过冷奥氏体转变完全后再进行焊后热处理。焊后回火热处理工艺以小于50°C /h的升温速度加热至710-760°C进行保温，保温时间6-12小时，然后以小于40°C /h的冷却速度缓慢冷却至200°C后出炉空冷。焊后性能检测结果抗拉强度检测值为690_780MPa ;屈服强度检测值为550-642MPa ;延伸率为15-19% ;断面收缩率均大于50% ;焊缝硬度检测值为(HVlO):焊本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种马氏体耐热钢的焊接工艺，其特征是：该焊接工艺为选用AWS？A5.5？E9015？B9等级的直径为4.0mm或5.0mm的焊条，焊接电流120？220A，电压15？25V，采用150～250℃的预热温度，200？350℃层间温度，焊接速度8？20cm/min.，整个焊接过程中温度保持在150？350℃之间，每道焊缝宽度控制在8？20mm，每层焊缝的厚度控制2？4mm，焊接完成后冷却至90？150℃时，保温1小时，使过冷奥氏体转变完全后再进行焊后热处理。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曹鹏，彭凡，杨爱宁，张俊勇，唐钟雪，陈得润，马进，罗永建，张宏凯，
申请(专利权)人：宁夏共享集团有限责任公司，宁夏共享铸钢有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。