T91管子焊口焊接工艺.doc

T91管子焊口焊接工艺T91管子焊口焊接工艺要求很严格，管壁厚度小于6mm时采用全氩弧焊接，焊丝用日本神刚公司的TGS-9cb，如果用电焊盖面的话，焊条就用CM-9cb焊接前用可溶纸塞住管口两侧，离管口300mm左右，用可燃纸胶带将焊口封住，然后用气针向管内充氩预热至200~250℃，焊接完后需热处理，温度为750~775℃，用加热片处理由于T91合金元素含量很高，导致该材料可焊性很差:(1） T91含有Cr、Mo、V、Cb等强碳化物元素，焊接时焊缝从高温冷却时易产生淬硬性的马氏体组织，焊缝有很大冷、热裂倾向； (2） T91含有很多的合金元素，其熔融金属的流动性差，焊接时还产生较多的熔渣； (3） 由于马氏体钢导热性差，焊接应力不能得到充分释放，焊后焊缝的残余应力很大．因此，T91钢焊接时，如焊接工艺选择不当，焊工操作不当，很容易产生焊接冷、热裂纹、夹渣等缺陷．为了得到优质的焊接接头，有必要从焊接工艺及参数、焊工操作技术等方面进行严格控制．焊接坡口采用V型坡口，尺寸见图1．焊前坡口及周围20 mm范围内清除水、油、锈等污物，并露出金属光泽，以严格控制扩散氢的含量．3.4 充氩保护为防止T91焊接时焊缝根部的氧化，TIG打底及盖面焊时管子内部都采用充氩保护．氩气纯度为99.99%，充氩保护流量控制在7～12 L/min范围内．3.5 预热温度和层间温度的控制T91钢材的淬硬性大大高于常用的铬钼钢，因此，该钢材焊接时，一方面必须严格控制扩散氢的含量，另一方面，需减缓焊接时焊缝的冷却速度，而焊前预热是控制扩散氢含量及减缓焊接时焊缝的冷却速度的最有效的措施，对T91小口径钢管焊接，焊前预热控制在150 ℃以上．为了充分保证下一道焊接前，上一道焊缝已转变为马氏体组织，以利下一道焊接时，能对上一道焊缝进行部分回火，达到改善马氏体组织的焊缝的性能，因此，我们严格限制层间温度在260 ℃以下．我们采用接触式测温计测量预热温度和层间温度，以达到严格控制温度的目的．托克托电厂一期工程 1号机组末级过热器管排 ,采用了SA2 13-T91钢制造。

该钢可焊性差 ,空淬倾向大 ,快速冷却容易产生冷裂纹 ,冷却速度过慢会使综合机械性能下降因此 ,该钢的焊接工艺和过程控制非常重要其焊接工艺为预热温度小于 4 5 0℃ ,在冬季 ,预热温度 2 0 0～ 2 5 0℃的效果良好;层间温度为 2 5 0～ 35 0℃;热处理为经 10 5 0℃正火与 74 0～ 76 0℃回火 ,1h的回火恒温时间;升、降温速度小于 15 0℃ /h为保证焊缝的质量 ,施工中进行了严格的过程控制这包括焊前做准备工作;制订可靠的焊接和充氩方案;制订并遵守适当的作业程序、方法T91钢基本化学成分如表1,性能基本要求如表2 表1　T91钢化学成分(%)(GB5310-95) C Si Mn P S Cr Mo Ni Nb V AL N 0.08～0.12 0.20～0.50 0.30～0.60 ≤0.02 ≤0.01 8.0～9.50 0.85～1.05 ≤0.40 0.06～0.10 0.18～0.25 ≤0.04 0.03～0.07 表2　T91钢性能指标(来自T91/P91钢管焊接工艺暂行规定) 抗拉强度(Mpa) 屈服强度(Mpa) 延伸率(%) 弯曲角(°) 冲击韧性(J/cm2) 硬度HB ≥585 ≥415 ≥20 ≥50 ≥68 ≤250 图1　T91管道焊接热处理规范曲线一、SA-213-T91钢的特点　　SA-213-T91钢是一种改良型的9Cr-1Mo钢，是在原9Cr-1Mo马氏体钢基础上，降低含碳量，添加微量V、No等合金元素，控制N、 Al含量得到的。

其化学成分和常温力学性能分别如表1、表2所示　　由表1可以看出T91钢的化学成分限制是十分严格的二、SA-213-T91钢焊接性分析　SA-213-T91钢合金元素含量较高（总量约为10％），并有一定的空淬硬化裂纹倾向及焊缝脆化，因此需要焊前预热保持一定层间温度及焊后进行热处理，焊接工艺参数宜采用小热输入量施焊，方能保证其焊接接头质量　 鉴于上述的焊接性分析，此钢种在焊接时必须采取行之有效的焊接工艺措施，并严格执行热处理工艺规范三、SA-213-T91钢焊接工艺试验1　试验条件（1）钢材　T91钢，φ63.5mm/4.5mm（2）焊接方法　采用手工钨极氩弧焊，氩气流量8－10L/min(背面充氩6－15L/min)（3）环境温度　20－30℃，湿度<60％4）焊接位置　水平固定（5G），垂直固定（2G）5）热处理设备　LWK－12×（0－220）－B6）焊接设备 ZX7-315STG7）焊接材料 焊丝：TGS-9cb,φ2.4mm，化学成分见表32 焊接工艺规范（1）焊前坡口制备（其形状尺寸见图1）2）焊前清理 彻底清除坡口内外母材表面两侧10mm范围内及焊丝表面的油污、铁锈、水分等，直至露出金属光泽。

3）对口点固焊　将焊丝熔化金属直接点固在对口的根部，对口错边不超过1.0mm；点固焊前用火焰加热点固焊区到150℃；点固焊及正常施焊过程中不得在管子表面试电流，乱引弧4）焊前预热　焊前采用电阻加热坡口两侧150mm左右，预热温度为150℃层间温度保持在200－300℃左右5）焊前规范参数见表46）焊后采用高温回火热处理方法温度：760±10℃；恒温时间：0.5h；升温速度：280℃/h；降温速度：213℃/h；热处理曲线图见图2（300℃以下可不控制）四、焊后检测（1）外观检查（见表5）2）无损探伤（见表6）。