P92钢焊接性能及工艺研究.doc

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1、P92钢焊接性能及工艺研究［摘要］P92钢是采用M23C6、MX、Laves相析出、固溶原子等多种强化手段强化的新型马氏体耐热钢，有着在超临界压力锅炉管道中广泛应用的趋势。对此，文章从焊接性能和工艺两个方面对P92钢进行了研究。［关键词］P92钢焊接性能焊接工艺中图分类号：TM46文献标识码:A文章编号：1009-914X(2015)10-0279-01P92钢是作为P91钢的替代品出现的，对一种新材料来说，在材料开发的过程中，对材料的化学成分、物理及力学性能都要进行较全面的测试。焊接材料制造商一般根据原材料的化学成分及力学性能，来开发相应的焊接材料并进行焊缝金属化学成分及常规的力学性能试

2、验分析。而对于材料的焊接性及焊接接头的使用性能的研究，往往需要使用厂根据自身的工艺特点和产品的运行条件结合材料本身的特点来完成。随着P92钢材在我国电力建设超(超)临界机组中的投入而且有被广泛使用的趋势，电力建设工程界迫切需要一套相对比较合理成熟的P92钢焊接工艺。一、P92钢焊接性能分析焊接接头缺陷中，裂纹缺陷是最大的隐患，尤其是P92钢的合金元素含量高，室温组织为马氏体组织，会给P92钢焊接带来一些问题，下面分别从P92钢焊接的冷裂纹敏感性、热裂纹敏感性进行分析。1.1冷裂纹敏感性冷裂纹大多数具有一定的延时性，一段时间后萌生出裂纹，然后是裂纹的扩展，最后发生脆性断裂，危害性很大。P92

3、钢产生冷裂纹的影响因素主要有：焊接接头含氢量、材质的淬硬倾向的影响等。1.氢是导致P92钢产生冷裂纹的主要原因当P92钢焊接时，焊接材料中的水分、电强周围空气中的水蒸气、焊丝和•母材表面上的铁锈油污等杂质，在施焊时经电弧热分解而将氢带入焊缝。在高温条件下，大量的氢溶解在溶池中，在随后的冷却过程中，由于溶解度的急剧降低，氢将极力逸出，但因焊接时冷速过快，氢来不及逸出而保留在焊缝金属中，焊缝中处于过饱和状态的氢，扩散到周围金属中，随着放置时间的增加，部分氢从焊缝表面逸出，部分扩散到钢微缺陷处，成为残余氢，在这些残余氢聚集部位形成很高的氢分压，成为P92钢产生冷裂纹的罪魁祸首。2.材质的淬硬倾向

4、是P92钢产生冷裂纹的重要原因钢的淬硬倾向主要决定于其化学成分、板厚、焊接工艺和冷却条件等。钢焊接时，近缝区的加热温度高，奥氏体晶粒严重长大，当快速冷却时，粗大的奥氏体转变为马氏体。由金属强度理论可知，马氏体是一种脆硬组织，发生断裂时只消耗较低的能量。因此，焊接接头有马氏体存在时，裂纹易于形成并扩展。而P92钢本身的淬硬倾向较大，导致易产生冷裂纹。1.2热裂纹敏感性P92钢的合金含量高，成分复杂存在结晶裂纹倾向，一般出现在焊接过程中的熄弧点，特别是在埋弧自动焊中常见。当电弧燃烧形成熔池后，突然熄孤熔池快速冷却，易产生弧坑裂纹，这种裂纹在应力的作用下会向前扩展。P92钢与其它钢种比较，产生结

5、晶裂纹倾向处于中等水平。其液化裂纹倾向比其它钢种小，为避免焊接过程中产生热裂纹，应降低焊材的C、Nb、S元素含量，并在工艺上采用小线能量焊接规范，严格控制层间温度，提高焊件表面的清洁度。二、P92钢焊接工艺研究2.1焊接方法的选用火力发电建设施工常用的焊接方法有TIG、SMAW、SAW等。1.TIG（鸨极氯弧焊）TTG主要用于小直径管的焊接及中、厚壁管的根层打底焊。TIG是在钧极与工件之间产生电弧，用窥气保护，焊丝填充的一种焊接方法，因为它没有焊条药皮，焊接材料中氢含量低，焊接线能量相对小，热输入景小,焊接缺陷少，对防止冷裂纹、热裂纹均有利。但是TIG焊接方法生产效率低，所以在厚壁管焊接中

6、用于打底焊。TIG焊背面需要充Ar气保护来防止焊缝根部氧化。2.SMAW（手工电弧焊）SMAW是电弧焊中最简单、灵活和方便的一种工艺方法，仍被广泛用于新型铁素体等耐热钢工厂内制造及现场安装施焊。电焊条要控制药皮中含水份量以防止氢致裂纹的产4oSMAW对焊缝金属性能的影响类似于TIG焊。但SMAW比TTG焊缝金属韧性较差，对焊接工艺措施要求严。3.SAW（埋弧自动焊）SAW是一种高效率的焊接方法，使用焊丝作填充金属，颗粒状焊剂作保护，适用于平焊位置，在管道焊接中，管道可以边焊接边转动，在现场应用场地受到了限制。另外SAW焊接线能量相对大，热输入量大，焊缝的韧性较差，焊接接头的热影响区也较宽。

7、综上所述，用于浙型铁素体等耐热钢的焊接方法其焊接接头性能优劣顺序为：TTG-SMAW-SA肌考虑到现实条件，本焊接工艺采用TTG打底焊,SMAW填充和盖面的焊接方法更切合实际。1.2焊接材料选择焊条中合金元素的过渡有两种形式：一种为焊芯过渡，即焊芯为高铭合金钢成分与毋材相当。采用这种焊条焊缝中没有金属夹渣缺陷，熔敷金属的组织为完全的回火马氏体，但焊芯电阻比较大，焊至焊条长2/3以后,焊条药皮容易发红,因焊条的药皮中没有合