[发明专利]10CrMo9-10钢的焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接方法，特别涉及一种应用于10CrMo9-10钢的焊接方法。

背景技术

随着热电站工业、化工行业的迅猛发展，应用于较高温度（350℃～600℃）的容器、管道需求也越来越大。传统的管道使用的材料如Q345B、L360MB等钢材，由于其没有足够的热强性（高温持久强度或蠕变强度）及足够的坑氧化性和耐腐蚀性，已经不能胜任热电站等使用温度较高的工程或部位。而在使用热强钢焊接生产时，多合金化的热强钢具有较大的冷裂倾向。为避免冷裂，传统的焊接多用焊条电弧焊、气体保护焊、单丝埋弧焊。这些焊接方式生产效率低。这样，对于需求量越来越大的热强钢而言，高生产率的多丝埋弧焊技术具有广阔的应用前景。

EN 10028-2 10CrMo9-10系欧洲标准的钢种，它通过加入Mo、Mn、Cr等元素实现固溶强化，提高了蠕变抗力和持久强度，同时提高了抗氧化性；通过加入V、Ti、Nb等元素，形成高温时稳定细小的碳化物，分布在晶粒的滑移面上，阻碍位错运动，实现高温强化；通过减少钢中的有害半生元素S、P，实现净化晶界，提高晶界强度；通过正火处理使晶粒均匀分布，适中的晶粒度，减少高温时的晶界面积。其化学成分和机械性能如下：

高温下0.2%屈服强度最低值

该种钢材添加了较多的Mo、Cr元素，显著提高的钢的淬硬性，降低了钢的临界冷却速度，冷裂倾向大，焊接时易产生冷裂纹；钢中的S、P含量控制得很低，热裂纹产生倾向小。现有技术中，钢种的焊接接头与母材的等强性（基本相等的高温持久强度和蠕变极限）、物理均匀性（与母材基本相同的物理性能）和热稳定性（与母材基本相同的抗氢性和抗氧化性）、抗脆断性（常温下做1.5倍工作压力的水压试验）有时难以保证，技术人员必须保证焊接质量、避免产生冷裂纹，同时还要保持较高的生产率。本领域的技术人员致力于提供一种焊接方法，使焊接接头具备与母材基本相同的高温持久强度和蠕变极限、物理性能、抗氢性和抗氧化性、抗脆断性，同时又能有效防止冷裂和具备较高的生产效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中10CrMo9-10型钢在焊接后焊缝和热影响区的高温持久强度和蠕变极限、物理性能、抗氢性和抗氧化性、抗脆断性与母材难以相近的不足，提供一种10CrMo9-10型钢的焊接方法，协助施工人员高质量地完成焊接作业。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种10CrMo9-10钢的焊接方法，其特点在于，所述方法包括，

步骤S₁：将焊接坡口加工为X型坡口，用铣边机将待焊件进行铣削加工，坡口角度为70°，对所述坡口及其内外壁两侧25mm范围内进行清理，直至露出金属光泽；

步骤S₂：用混合气保护焊方式对待焊件进行定位层的焊接；

步骤S₃：用混合气保护焊方式对待焊件进行打底层的焊接；

步骤S₄：用双丝埋弧焊的方式对待焊件进行填充层和盖面层的焊接；

步骤S₅：将焊件进行回火消应力处理，回火温度为680～730℃，这样可消除焊接残余应力，降低焊缝及热影响区的硬度，同时改善焊接接头组织，提高综合力学性能、高温蠕变极限和组织的稳定性。

较佳地，在步骤S₁中，确认坡口错边量≤1.5mm，焊接部位及其边缘25mm范围内无缺陷。

较佳地，在步骤S₁中，待焊件的钝边厚度为3mm，外坡口的竖直高度为待焊件总厚度的二分之一。

较佳地，在步骤S₂中，使用Ar、CO₂混合气体进行保护焊焊接。

较佳地，在步骤S₂中，焊接材料与正式施焊时相同，焊接电流比正常焊接时的电流大20～40A，焊缝长度大于55mm，焊缝宽度、厚度均匀。

较佳地，在步骤S₂中，焊前进行预热，预热温度为200～240℃，预热宽度为焊件壁厚的4.5倍以上且不小于150mm。

较佳地，在步骤S₃中，使用Ar、CO₂混合气体进行保护焊焊接，焊前进行预热，预热温度为200～240℃，预热宽度大于150mm。