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[摘 要]12Cr1MoV钢中的Cr、Mo、V等强烈的碳化物形成元素有使接头过热区产生再热裂纹的倾向。坡口机加工后（焊接前）MT检查，无裂纹、无缺陷，焊前坡口及周围表面清理（油污、除锈等）至见金属光泽；坡口装配避免强制组对。焊接前整体或局部预热，焊缝两边各150mm范围内保证预热温度250～300度；层间温度应在预热温度控制范围内。GTAW（纯Ar气体保护）：建议采用TIG-R31（含V）焊丝，直径2.5mm，电流100～140A。
[关键词]12Cr1MoV钢；焊接；安全；工艺
中图分类号：G866 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）30-0065-01
正文
12Cr1MoV是我国使用广泛的珠光体耐热钢之一，主要用于制造管壁温度小于580℃的锅炉过热管、联箱和主汽管道。在12t/h双汽包横置式沸腾炉制造过程中，锅炉的蒸汽出口温度为450℃，最高工作压力为3.8MPa，按设计图纸要求采用12Cr1MoV珠光体耐热钢管（φ159mm×10mm）作为过热器联箱管，以满足产品的使用要求。
1 焊接性分析
12Cr1MoV珠光体耐热钢为低合金耐热钢，此类钢的Cr含量较高，在500-550℃时具有较高的热强性和持久强度。12Cr1MoV钢的化学成分及力学性。12Cr1MoV珠光体耐热钢化学成分和力学性能，化学成分/% 力学性能C Mn Si Ci Mo V S P σb/MPa σs/ MPa δ5/%，0.12 0.60 0.35 1.10 0.31 0.19 0.013 0.022 436 217 22。12Cr1MoV钢的碳及合金元素含量较多，淬硬敏感性较大，易在焊缝及热影响区出现淬硬组织。在接头刚性及应力较大时，易产生冷裂纹。由于过热联箱是在较高温度下工作的受压元件，焊接时应采取必要的工艺措施，使焊接接头有足够的热强性能，保证过热联箱安全运行。
2 焊接工艺
2.1 焊接方法
在蒸汽管道的管子对接时，对打底焊缝的质量要求较高，不仅要求焊缝熔透、背面齐平，还要求焊缝背面无渣或少渣，否则会影响设备的安全运行。因此，采用手工钨极氩弧焊（TIG）打底，手工电弧焊（SMAW）填充和盖面的焊接工艺方法。
2.2 坡口尺寸
选用单面V形坡口，坡口尺寸。用机械方法加工，应严格控制根部间隙和坡口钝边尺寸，以确保打底焊缝彻底熔透。
2.3 焊接材料选择
手工钨极氩弧焊（TIG）选用：TIC-R31焊丝，焊丝直径为φ2.5mm。
手工电弧焊（SMAW）选用：R307（E5515-B2）焊条，直径为φ3.2mm、φ4mm。
2.4 焊接准备
2.4.1 焊前准备
1）焊前应把坡口两侧管子内外各20～30mm范围打磨干净，直至露出金属光泽，确保无油渍、铁锈、水份、氧化物或其他有害的物质。
2）氩弧焊用焊丝表面不得有油脂、铁锈等污物。电弧焊的焊条，在焊前须经350～400℃烘干1～2h，且在120℃保温筒存放，随用随取。
3）采用3～4块锲形块（材料与母材相同或接近）均为分布定位焊在坡口上，对接口必须平齐，错边量不得大于0.5mm，定位焊的焊材及焊接参数与正式施焊相同。并且在预热的状态下进行定位焊。
2.4.2 焊前预热
预热是珠光体耐热钢焊接的重要措施。预热可以减慢焊缝及热影响区的冷却速度，有利于避免产生淬硬组织，有助于焊接区的氢的逸出，防止产生焊接裂纹。由于 12Cr1MoV钢的碳含量及合金元素的含量较高，所以选择预热温度为200～300℃，预热区域以焊缝为中心，两侧至少为100mm。在整个焊接过程中，应保持层间温度不低于预热温度。
2.5 焊接
2.5.1 焊接参数
焊接12Cr1MoV钢时，应采用较小的焊接线能量，以减小焊接应力，减少焊接过热区宽度，细化品粒，提高焊缝金属的抗裂性能，
焊接参数
焊接方法 层次 焊材牌号 焊丝（条）直径/mm 极性 电流I/A 电压U/V 氩气流量Q（L.min-1）TIC 1 TIC-R31 2.5 直接正接 105～125 10～12 8～10
SMAW 2 R307（E5515-B2） 3.2 直流反接 110～130 20～22 SMAW 3-4 R307
（E5515-B2） 4.0 直流反接 160～180 22～24
2.5.2 焊接操作
12Cr1MoV钢的焊接，不但要严格控制焊接规范参数，而且焊接操作对焊接接头质量有着至关重要的影响。
1）氩弧焊打底焊。将管件处于水平转动位焊接，焊接时采用短弧，焊枪尽可能与工件表面垂直，有利于氩气对焊接熔池的保护。焊枪和焊丝可稍作横向摆动，保证坡口两侧熔透。同时，要控制好熔池温度防止产生焊穿和焊瘤缺陷。在接头部位，要用手提砂轮打磨弧坑，将弧坑处的收弧裂纹和气孔等焊接缺陷清除，然后继续引弧焊接。
2）焊条电弧焊填充焊。应采用短弧焊接，且热输入量不宜过大。若采用长弧焊接，不仅会出现电弧燃烧不稳定、熔深浅、熔化金属飞溅大及合金元素烧损加剧等问题，而且容易产生咬边、未焊透等缺陷，同时空气中的N2、O2等有害气体易进入熔池，在焊缝中形成气孔缺陷。焊接时焊条可作小月牙形运条，在坡口两侧要停留0.5～1S，焊接层间必须彻底清理焊渣，发现有气孔等焊接缺陷时，用手提砂轮将焊接缺陷除掉收弧时必须将弧坑填满，以免产生弧坑裂纹。各层间的接头应错开，不得有重叠。
3）焊条电弧焊盖面焊。焊接电流比填充层稍小些，应选择正确的焊条角度，运条要均匀，防止在坡口边缘产生咬边缺陷。焊缝余高要控制在1～3mm，避免焊接接头在使用中产生应力集中。
5 结论
1）12Cr1MoV珠光体耐热钢管焊接必须控制好焊前预热、焊接规范参数、焊后热处理等环节。
2）12Cr1MoV珠光体耐热钢管采用手工钨极氩弧焊（TIG）打底，手工电弧焊（SMAW）填充和蓋面的焊接工艺是可行的，焊接接头能满足设备的使用要求。
[关键词]12Cr1MoV钢；焊接；安全；工艺
中图分类号：G866 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）30-0065-01
正文
12Cr1MoV是我国使用广泛的珠光体耐热钢之一，主要用于制造管壁温度小于580℃的锅炉过热管、联箱和主汽管道。在12t/h双汽包横置式沸腾炉制造过程中，锅炉的蒸汽出口温度为450℃，最高工作压力为3.8MPa，按设计图纸要求采用12Cr1MoV珠光体耐热钢管（φ159mm×10mm）作为过热器联箱管，以满足产品的使用要求。
1 焊接性分析
12Cr1MoV珠光体耐热钢为低合金耐热钢，此类钢的Cr含量较高，在500-550℃时具有较高的热强性和持久强度。12Cr1MoV钢的化学成分及力学性。12Cr1MoV珠光体耐热钢化学成分和力学性能，化学成分/% 力学性能C Mn Si Ci Mo V S P σb/MPa σs/ MPa δ5/%，0.12 0.60 0.35 1.10 0.31 0.19 0.013 0.022 436 217 22。12Cr1MoV钢的碳及合金元素含量较多，淬硬敏感性较大，易在焊缝及热影响区出现淬硬组织。在接头刚性及应力较大时，易产生冷裂纹。由于过热联箱是在较高温度下工作的受压元件，焊接时应采取必要的工艺措施，使焊接接头有足够的热强性能，保证过热联箱安全运行。
2 焊接工艺
2.1 焊接方法
在蒸汽管道的管子对接时，对打底焊缝的质量要求较高，不仅要求焊缝熔透、背面齐平，还要求焊缝背面无渣或少渣，否则会影响设备的安全运行。因此，采用手工钨极氩弧焊（TIG）打底，手工电弧焊（SMAW）填充和盖面的焊接工艺方法。
2.2 坡口尺寸
选用单面V形坡口，坡口尺寸。用机械方法加工，应严格控制根部间隙和坡口钝边尺寸，以确保打底焊缝彻底熔透。
2.3 焊接材料选择
手工钨极氩弧焊（TIG）选用：TIC-R31焊丝，焊丝直径为φ2.5mm。
手工电弧焊（SMAW）选用：R307（E5515-B2）焊条，直径为φ3.2mm、φ4mm。
2.4 焊接准备
2.4.1 焊前准备
1）焊前应把坡口两侧管子内外各20～30mm范围打磨干净，直至露出金属光泽，确保无油渍、铁锈、水份、氧化物或其他有害的物质。
2）氩弧焊用焊丝表面不得有油脂、铁锈等污物。电弧焊的焊条，在焊前须经350～400℃烘干1～2h，且在120℃保温筒存放，随用随取。
3）采用3～4块锲形块（材料与母材相同或接近）均为分布定位焊在坡口上，对接口必须平齐，错边量不得大于0.5mm，定位焊的焊材及焊接参数与正式施焊相同。并且在预热的状态下进行定位焊。
2.4.2 焊前预热
预热是珠光体耐热钢焊接的重要措施。预热可以减慢焊缝及热影响区的冷却速度，有利于避免产生淬硬组织，有助于焊接区的氢的逸出，防止产生焊接裂纹。由于 12Cr1MoV钢的碳含量及合金元素的含量较高，所以选择预热温度为200～300℃，预热区域以焊缝为中心，两侧至少为100mm。在整个焊接过程中，应保持层间温度不低于预热温度。
2.5 焊接
2.5.1 焊接参数
焊接12Cr1MoV钢时，应采用较小的焊接线能量，以减小焊接应力，减少焊接过热区宽度，细化品粒，提高焊缝金属的抗裂性能，
焊接参数
焊接方法 层次 焊材牌号 焊丝（条）直径/mm 极性 电流I/A 电压U/V 氩气流量Q（L.min-1）TIC 1 TIC-R31 2.5 直接正接 105～125 10～12 8～10
SMAW 2 R307（E5515-B2） 3.2 直流反接 110～130 20～22 SMAW 3-4 R307
（E5515-B2） 4.0 直流反接 160～180 22～24
2.5.2 焊接操作
12Cr1MoV钢的焊接，不但要严格控制焊接规范参数，而且焊接操作对焊接接头质量有着至关重要的影响。
1）氩弧焊打底焊。将管件处于水平转动位焊接，焊接时采用短弧，焊枪尽可能与工件表面垂直，有利于氩气对焊接熔池的保护。焊枪和焊丝可稍作横向摆动，保证坡口两侧熔透。同时，要控制好熔池温度防止产生焊穿和焊瘤缺陷。在接头部位，要用手提砂轮打磨弧坑，将弧坑处的收弧裂纹和气孔等焊接缺陷清除，然后继续引弧焊接。
2）焊条电弧焊填充焊。应采用短弧焊接，且热输入量不宜过大。若采用长弧焊接，不仅会出现电弧燃烧不稳定、熔深浅、熔化金属飞溅大及合金元素烧损加剧等问题，而且容易产生咬边、未焊透等缺陷，同时空气中的N2、O2等有害气体易进入熔池，在焊缝中形成气孔缺陷。焊接时焊条可作小月牙形运条，在坡口两侧要停留0.5～1S，焊接层间必须彻底清理焊渣，发现有气孔等焊接缺陷时，用手提砂轮将焊接缺陷除掉收弧时必须将弧坑填满，以免产生弧坑裂纹。各层间的接头应错开，不得有重叠。
3）焊条电弧焊盖面焊。焊接电流比填充层稍小些，应选择正确的焊条角度，运条要均匀，防止在坡口边缘产生咬边缺陷。焊缝余高要控制在1～3mm，避免焊接接头在使用中产生应力集中。
5 结论
1）12Cr1MoV珠光体耐热钢管焊接必须控制好焊前预热、焊接规范参数、焊后热处理等环节。
2）12Cr1MoV珠光体耐热钢管采用手工钨极氩弧焊（TIG）打底，手工电弧焊（SMAW）填充和蓋面的焊接工艺是可行的，焊接接头能满足设备的使用要求。