熱處理封頭焊縫焊接材料代用問(wèn)題
疑問(wèn):一般封頭15CrMoR的焊接均采用R307焊條或者埋狐焊絲,但是如果大厚度封頭成型以后經(jīng)過(guò)高溫正火+回火處理,則焊縫抗拉強(qiáng)度將不滿足設(shè)計(jì)要求,如果采用強(qiáng)度 高的R407焊條,則可以解決強(qiáng)度問(wèn)題。
封頭焊接15CrMoR采用高強(qiáng)匹配的R407(熱處理以后則等匹配),從設(shè)計(jì)上可以嗎?
解答:其實(shí)焊接材料與母材匹配的問(wèn)題,學(xué)過(guò)焊接的都知道, 是選擇焊材要高于封頭母材一個(gè)級(jí)別,舉例來(lái)說(shuō),我們焊接普通低碳鋼,例如20,25號(hào)鋼,一般采用J422 可以,但如果用在有溫度,有壓力,有介質(zhì)腐蝕等的地方, 必須提高一個(gè)等級(jí),我們通常采用的是J507焊材,你說(shuō)的15CrMoR的焊接均采用R307焊條是對(duì)的,但你說(shuō)的是封頭壁厚的問(wèn)題,而不是焊條選用的問(wèn)題了,所以我建議你可以改變焊接工藝或者改善坡口等其他方式來(lái)滿足你說(shuō)的大壁厚的問(wèn)題,已保證 滿足你的要求,包括焊后熱處理,正火或者退火或者回火等等
對(duì)封頭采用R307焊條焊接15CrMoR經(jīng)過(guò)正火加正火,會(huì)造成強(qiáng)度下降的問(wèn)題,已經(jīng)有較多的文獻(xiàn)證明,一般是強(qiáng)度下降100多度,我自己的試驗(yàn)是正火(920度)加回火(680度),屈服強(qiáng)度較正常的690度消除應(yīng)力處理下降200MPa(從500MPa左右下降到300MPa左右),抗拉強(qiáng)度下降170MPa(從600MPa左右下降到400MPa左右),達(dá)不到一般的抗拉強(qiáng)度515MPa的要求,而常溫沖擊韌性變化不大,組織是從回火索氏體為主變?yōu)殍F素體為主,其主要原因應(yīng)該組織變化造成強(qiáng)度變化。當(dāng)然,目前我的封頭試驗(yàn)鋼板厚度較小為20mm,對(duì)于大厚度的還沒(méi)有做實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)也是采用熔敷金屬而不是對(duì)接接頭,而廠家反映是薄的對(duì)接接頭強(qiáng)度沒(méi)有問(wèn)題,而厚的鋼板(80mm左右)強(qiáng)度不行,我的試驗(yàn)薄板已經(jīng)強(qiáng)度不夠了。
提到焊條選擇沒(méi)有錯(cuò),我的疑問(wèn)有兩點(diǎn):
(1)封頭廠家反映的薄板經(jīng)過(guò)該工藝,強(qiáng)度沒(méi)有問(wèn)題,而厚板強(qiáng)度不夠,我的理解是薄板厚度下,正火保溫時(shí)間短,而正火后采用空冷,薄板很快淬火,有利于提高強(qiáng)度,而厚板冷卻慢,心部不能淬透,造成強(qiáng)度下降,一般是說(shuō)通過(guò)快冷或者水淬可以解決這個(gè)問(wèn)題,但是封頭廠家不具備這種生產(chǎn)條件,也害怕淬火開(kāi)裂或者變形,這時(shí)單純通過(guò)改變焊接工藝(如焊接工藝或者改善坡口)可能提高強(qiáng)度嗎?
(2)焊接15CrMoR采用高強(qiáng)匹配的R407(熱處理以后則等匹配),強(qiáng)度當(dāng)然滿足要求,重要的是從設(shè)計(jì)上可以嗎?
一般薄壁設(shè)備采用R307焊條焊接15CrMoR是正確的。煉油廠的焦炭塔( 壁厚36mm)很多封頭是15CrMoR材質(zhì),均選用R307焊條。其熱處理制度為正火(920度)加回火(660度),消除應(yīng)力處理690度。為防止冷裂紋焊前150度預(yù)熱,為防止熱裂紋焊后350度消氫處理。焊縫的力學(xué)性能指標(biāo)可以達(dá)到要求。對(duì)于厚壁設(shè)備,建議您一方面調(diào)整熱處理工藝重新做焊評(píng),另一方面可以考慮使用神戶CMA-96焊條,雖然小鬼子不招人喜歡,但其封頭質(zhì)量卻很過(guò)硬,畢竟國(guó)產(chǎn)鉻鉬鋼焊條還是有點(diǎn)那個(gè)。
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