[发明专利]用于T91和TP347H异种钢的焊接方法和焊丝

说明书

本发明公开了一种用于T91和TP347H异种钢的焊接方法和焊丝，包括：焊丝A和焊丝B，焊丝A的组分为：Ni，Cr，Mn，Mo，Si，C，Cu，W，以上各组分的质量百分比总和为100％；焊丝B的组分为：Ni，Cr，Nb，Fe，Mo，C，Ti，Y，以上各组分的质量百分比总和为100％。所述焊接方法，第一，分别对T91钢和TP347H钢进行坡口设计，加工坡口；第二，焊接前对T91钢一侧进行预热，而TP347H钢一侧不进行预热；第三，使用双丝气体保护焊设备进行焊接，控制层间温度；第四，对焊接接头进行焊后热处理。本发明的优点是：能够方便的调节焊缝金属的成分，焊接效率高，焊接过程稳定，接头应力和变形小，能够有效控制各种裂纹的产生，焊缝成分均匀，满足焊接接头力学性能要求。

技术领域

本发明涉及异种材料焊接技术领域，特别涉及一种用于T91和TP347H异种钢的焊接方法和焊丝。

背景技术

超临界等火电机组中现在广泛应用经过改良后的9％～12％Cr型铁素体钢，T91耐热钢作为9％～12％Cr铁素体耐热钢的典型钢种，T91钢具有较高的热强性，良好的抗蠕变性能，优良的抗腐蚀性能和抗氧化性能，其综合性能优越，被广泛的应用于锅炉和管道系统等高温环境下的部件。在实际应用过程中，不可避免的涉及到异种钢之间的焊接，在锅炉设备中存在大量的T91钢与TP347H钢进异种金属连接，TP347H钢是一种奥氏体钢，具有良好的抗高温氧化性能和耐腐蚀性能，将T91和TP347H实现连接，获得综合性能优异的焊接接头具有重要的价值。目前，实现T91和TP347H的良好焊接存在着诸多难题，TP347H钢的线膨胀系数远大于T91钢，其焊接时会产生较大的热应力和变形，TP347H钢在焊接过程中易因有害杂质发生偏析而产生热裂纹，TP347H容易发生晶间腐蚀，T91钢在焊接时会在热影响区产生淬硬组织，并且由于氢的作用很容易在淬硬区产生冷裂纹，且在热影响区处由于组织不同，焊接接头是一个力学性能不均匀体，存在着很大的内应力，因此，需要严格要求焊接工艺和焊接材料，在焊接结束之后需要通过焊后热处理的方式改善焊接接头的性能，回火温度为760℃时最为合适，而TP347H钢的敏化温度区间在450℃～850℃，因此如何使T91钢的一侧在回火温度为760℃的同时保证TP347H的一侧低于敏化温度尤为重要。

因此，为了综合解决以上问题，主要从两方面入手，第一，开发更好的匹配焊接材料，并且调控合适的焊接工艺，第二，采用合适的焊后热处理工艺，降低焊接接头的内应力，改善焊接接头的组织，并且避免TP347H钢一侧产生晶间腐蚀。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种用于T91和TP347H异种钢的焊接方法和焊丝。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种用于T91和TP347H异种钢焊接的一组焊丝，包括两种焊丝，分别为焊丝A和焊丝B；

焊丝A的组分及质量百分比为：70％≤Ni≤80％，15％≤Cr≤22％，1.3％≤Mn≤5％，1.2％≤Mo≤5％，0.1％≤Si≤0.25％，0.01％≤C≤0.03％，0.01％≤Cu≤0.05％，0.01％≤W≤0.04％，以上各组分的质量百分比总和为100％；

焊丝B的组分及质量百分比为：55％≤Ni≤65％，24％≤Cr≤28％，6.2％≤Nb≤10％，3.3％≤Fe≤7％，0.15％≤Mo≤1％，0.005％≤C≤0.02％，0.1％≤Ti≤0.2％，0.005％≤Y≤0.02％，以上各组分的质量百分比总和为100％。

作为优选，所述焊丝A为实心焊丝和药芯焊丝中的其中一种，所述焊丝B为实心焊丝和药芯焊丝中的其中一种，便于实现焊丝成分的调配。

本发明还公开了一种使用上述焊丝的异种钢焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、分别对T91钢和TP347H钢进行坡口设计，加工坡口，清理坡口处的油污和杂质；