大庆油田中油电能热电二公司热机检修部 黑龙江大庆 163000
摘要：本文针对在1Cr5Mo珠光体耐热钢管中应用的三种不同焊接工艺，通过对三种焊接工艺的特点和差异进行比较，从而科学的焊接材料和焊后的热处理条件。
关键词：焊接工艺；1Cr5Mo珠光体；耐热光管；应用
目前，在众多的电力设备中的加热炉炉管、临时管线、再热器内取热盘管，以及临界超高压和超高压锅炉的炉管一般都采用9Cr1Mo、1Cr5Mo等中的合金耐热钢。在此以1Cr5Mo为例，讨论三种不同情况下的焊接工艺过程。
一、1Cr5Mo耐热钢管概念论
1Cr5Mo耐热钢管由于具有高温抗氧化性能以及高温强度等，因此其本身性质极为稳定。1Cr5Mo耐热钢管同时还具有极高的耐腐蚀性和耐热性，价格低廉。工艺性能优良而在电力企业中得到广泛的应用。在制作加热炉炉管、临时管线和再热器内取热盘管等时常使用1Cr5Mo耐热钢管，然而在高温、高压以及腐蚀性强的条件下，1Cr5Mo耐热钢管的焊接性能较差，如果在各种管线以及炉管的制作中没有采取科学的焊接工艺和焊接参数，极为容易引发事故。因此对1Cr5Mo耐热钢管的焊接工艺进行探究具有重要的现实意义。
二、1Cr5Mo耐热钢的性能及焊接特点分析
（一）1Cr5Mo耐热钢的性能特点
1Cr5Mo耐热钢为珠光体，当1Cr5Mo耐热钢管开始下货时需要保持其为退火状态，为了更好的分析钢材金相组织的各种性能，了解1Cr5Mo耐热钢的化学成分极为重要。
在电力企业中耐用钢中含一定量的Mo可极大的提高钢在高温下的机械性能以及降低钢的回火脆性倾向，同时其中的Cr也能够提高钢的抗腐蚀性和抗高温氧化，并能提高抗裂化中产生的腐蚀能力。
1、热裂纹敏感性
在1Cr5Mo耐热钢管制作后期达到凝固的临界时便会出现热裂纹。当焊接的缝隙、熔合区的低熔共晶物在焊接应力的作用下，会发生共同作用从而极易形成的裂纹。为了防止裂纹的发生，则需要根据热裂纹敏感系数（HCS）估算出1Cr5Mo耐热钢热裂纹敏感性的大小。
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通过对相关热纹敏感参数的比较，可知当HCS＜4时可以防止热敏裂纹的形成。因此在对1Cr5Mo耐热钢的焊接过程中要根据其刚性大小对收弧弧坑进行填充，同时还需要防止在再次热处理过程中，导致合金碳化物出现晶内沉淀，从而使得晶粒内部强化，使得再热裂纹敏感性增加。
（二）1Cr5Mo耐热钢常用的焊接工艺比较
目前，1Cr5Mo耐热钢在进行焊接时常采用三种工艺措施：（1）不锈钢焊条A302（GBE1-23-l3-15）或A307；（2）耐热钢焊条R507（GBE1-5MoV-15）；（3）采用新型低铬高锰奥氏体焊接材料AR617。
三、三种不同的机械性能的测试与比较
（一）焊接接头强度与塑性比较
在实际测试中，通过对三种不同焊接工艺的各种性能进行比较，得到实验结果。
（二）焊接工艺
（1）焊接方法即在理论上可以称之为异种材料焊接法。其通常情况下采用不锈钢材料进行焊接，其类型为A302或A307焊接。在整个焊接过程中，1Cr5Mo母材含合金元素较低而使得焊缝金属稀释，焊缝中产生了脆性马氏体组织，同时在熔合线边缘因金属成分的差异，使得其在熔合线上产生低塑性带，而其触体接头在长期高温的运动过程中，熔合区低塑性马氏体组织导致焊缝失效。
（2）焊接方法在材质上通常可以称为同材质焊接法。其采用化学成分与1Cr5Mo钢母材金属相近的R507焊条焊接，其焊接接头具有与母材相同的组织和极为相近的化学成分且无明显的熔合线，可获得与母材相近的力学性能。使用中无明显合金元素扩散和碳迁移问题。
（3）焊接方法通常为异种焊接方法，其在材料方面通常采用低铬高锰奥氏体焊接材料AR617进行全方位的焊接。这种焊条通过降低铬含量、增加锰含量以获得焊缝金属的奥氏体组织。其含铬量接近母材含铬量，使其在熔合线附近不因成分差异产生铬扩散，提高焊缝镍含量阻止耐热钢侧的碳向焊缝迁移，从而造成了耐热钢侧出现不完整的焊接缝隙。并且由合金元素对铁碳相图的影响而知，锰和镍一样具有增大奥氏体相的作用，其能够让整个焊接工艺更加完整，因此在利用高锰含量（12.4%）和镍共同保证了焊缝金属的奥氏体组织，以获得良好的焊接韧性。为了检验这种合金系统在高温下长期工作时，而且在熔台线边缘是否会因合金成分（铬、锰、镍以及碳）差异出现低塑性马氏体组织而导致焊缝失效，对焊接工艺评定后的接头沿纵向切口制成试样，在500℃，700℃进行不同时间时效处理。与此同时，加强焊接工艺的焊接完整性，也必不可少。
四、结束语
三种不同焊接工艺在1Cr5Mo珠光体耐热钢管中的应用十分关键，其不仅能够有效地使得其焊接的工艺更加趋于完整，而且不同材质焊接出来的物品也会有较大的差距，在进行焊接时，应当对三种不同的机械性能的测试与比较，并进行相应的分析以及整理，结合每一种焊接工艺的特性，全面提高焊接的水平。
论文作者:李伟,王军,赵庆林
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/21
标签：耐热钢论文; 耐热论文; 裂纹论文; 焊接工艺论文; 三种论文; 珠光体论文; 合金论文; 《防护工程》2019年第3期论文;