水电站15mnvr钢对压力钢管的焊接性分析及措施

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1、水电站15MnVR钢对压力钢管的焊接性分析及措施摘要：本技术是在引水式电站压力钢管（该电站钢管釆用15MnV合金结构钢）焊接试验基础上及焊接施工过程中总结出来的，在此强调了焊接该钢时应特别注意的事项，对于其他一般性焊接要求，15MnVR钢的焊接仍需遵守D55017—93《压力钢管制造安装及验收规范》有关标准或规范的规定。关键词：金属构架，焊接缺陷，工艺措施。1、材料1.1、15MnVR钢（母材）1.1.k15MnVR钢特性ISMnVR钢属于止火状态下交货的合金结构容器钢。（止火钢是指在固溶强化的基础上，通过沉淀强化和细化品粒来进--步提高强度

2、和保证韧性的-•类低合金高强钢）15MnVR钢化学成分表:钢号化学成分（％）CMnSiVTiNbMONRE加入量SPISMnVRW0.181.2-1.60.20-0.60.04-0.12WO.035WO.03515MnVR钢机械性能表:钢号抗拉强度ob（MPa）屈服点os(MPa)伸长率65M(%)180°弯曲试验15MnVR530-67539018d=3a注：d二弯心直径沪试样厚度这类钢是在16Mn棊础上加入少量V（0.04%—0.12%）來达到细化晶粒和沉淀强化的。此钢虽在正火状态下使用，但由于碳化锐的分布形式和弥散强化程度与热轧温度、冷

3、却速度冇很大的关系。因此它的性能在热扎状态下会有较大的波动，特别是板厚增加时更为严重。It!于此钢实质上应属于沉淀强化类型的钢，因此只有通过止火使晶粒和碳化钢均匀弥散析出后，才能获得较高的塑性和韧性，所以这种钢在签定合同时要求正火状态下交货，并经II级无损检验合格后交货。正火的目的是为了使这些合金元素能以细小的化合物质从固溶体中析出，并同时起细化晶粒的作用，是在提高强度的同时，适当地改善了钢材的塑性和韧性，以达到最强的综合性能。1.1.2、15MnVR钢的焊接性分析通过15MnVR的钢特性可以看出此钢材的焊接较好。本结主要通过丁艺因索来描述1

4、5MnVR的焊接性。（影响焊接性的主要有材料因素、工艺因素、结构因素及使用因素。）15MnVR钢焊接性通常出现两方面的问题：一是焊接引起的各种冶金缺陷，主耍是各类裂纹问题；二是焊接时材料性能的变化。1.1.2.1、预防焊缝中的热裂纹从正火钢成分來看，此钢含碳量较低，含血量较高，Mn/S（含S元素多导致热裂纹）比能达到耍求，具有较好的抗热裂性能，止常悄况卞焊缝中不会出现热裂纹。但当材料成分不合格，或因严重偏析使局部C、S含量偏高时，容易出现热裂纹。在这种情况下，在焊接材料上采用含Mn较高的焊丝和含SiO?较低的焊剂，以此降低焊缝中的含碳量和提高

5、焊缝中的含镒量，可解决热裂纹的问题。在工程中使用焊丝HmMg、焊剂町431。1.1.2.2、预防焊缝中的冷裂纹冷裂纹是焊接15MnVR钢时的一个主要问题。Q）从材料木身考虑淬硬组织，是引起冷裂纹的决定性因素，由于正火钢的强度级别较高，合金元素的含量较多。因此与低碳钢相比，焊接性差别就人。（b）碳当量与冷裂纹倾向的关系。从前面分析材料的淬硕倾向影响冷裂纹倾向，而淬侦倾向乂主要取决于钢的化学成分，其中以碳的作用最为明显。因此，可以通过一些经验性的碳当量公式來粗略地估计和対此不同钢材的冷裂纹倾向，为了减少含C量，来提高ISMnVR的焊接性，但为了弥

6、补强度的损失必须添加一些合金元素V。但碳当量不能精确地判断冷裂纹的产生与否，因为冷裂纹的产生除了成分外还和其他因素有关。为了避免冷裂纹的产生，就需要采取较严格的工艺措施，在工程中严格控制线能量、焊前预热和焊后保温等措施。1.1.2.4、层状撕裂产牛层状撕裂不受钢材的种类和强度级别的限制，撕裂与板厚有关。由丁水电站采用15MnVR钢最薄厚度为6=28inm,容易产生层状撕裂。从钢板本身來说，主要取决于冶炼条件，钢板出厂必须进行无损检验，达到II级探伤合格准予出厂。在工程施工过程中一般对厚度超过32価，采取了150吒预热，在整个施工过程中未见层状

7、撕裂现象。1.1.3、15MnVR钢验收15MnVR钢应符合《低合金高强度结构钢》GB/T1591-1994.GB6654—1996的规定,并具有出厂合格证明书和质量保证书。15MnVR钢使用前按GB6654-1996容器板检查验收。钢板的运输和存放应避免变形、锈蚀、损坏等。1.2、15MnVR钢用焊接材料1.2.1、焊接材料是决定焊接质量的主耍因素。焊接材料选择根据15MnVR的力学性能、化学成分、接头钢性及钢管的坡口形式和使用要求选取。在阿鸠FT1工程中手弧焊选取E5015焊条，焊丝选取IIiuMn2,焊剂选町431。选取以上焊接材料必须

8、具有出厂合格证叨书和质量保证书。1.2.2、焊条、焊丝及焊剂的储存和保管应按JB3223-83《焊条质量管理规程》的规定执行。1.2.3、焊条和焊剂使用前严格按使用