Q345B钢与OCr13Ni5Mo钢的焊接.doc

Q345B钢与OCr13Ni5Mo钢的焊接收藏此信息 打印该信息 添加：用户投稿 来源：未知Q345B钢与OCr13Ni5Mo钢的焊接 作者：漆卫国 （葛洲坝集团机电建设有限公司，湖北宜昌443002）摘要：通过焊接性分析，以焊接工艺评定试验为基础，结合施工现场的实际焊接经验，总结了OCrl3N6Mo马氏体不锈钢与Q345B低合金结构钢的焊接工艺。关键词：Q345B钢；OCr13Ni5Mo钢；焊条选择；焊接工艺中图分类号：TG457l 文献标识码：B 三峡二期工程泄洪坝段深孔工作门闸室采用全焊接钢衬结构形式，其中工作门底坎面板为OCrl3Ni5Mo马氏体不锈钢板，而底坎两侧与底坎面板焊接连接的封板及底钢衬面板均为Q345BOCrl9Ni9N不锈钢复合板，如图1所示。其现场施工程序为：安装底坎及底钢衬-浇筑砼-砼达到规定龄期后，安装焊接封板-回填灌浆-封焊灌浆孔。1 焊按时容易出现的问题 OCrl3Ni5Mo马氏体不锈钢底坎面板与（Q345BOCrl9Ni9N）不锈钢复合板封板的焊接性，主要取决于底坎面板与复板基层 Q345B低合金结构钢的焊接性。由于OCr13Ni5Mo钢与 Q345B钢的化学成分与性能相差较大，同时受底坎、底钢衬的结构形式与其现场施工程序和施工条件的制约，焊接时容易产生以下两个方面的问题：1.1 焊接接头脆化和冷裂纹。OCrl3Ni5Mo钢在焊接过程中具有较强的淬硬倾向，焊后接头易产生脆化和冷裂纹。结构厚度和拘束度越大，焊接时淬硬倾向和冷裂纹倾向也就越大。1.2 焊接接头过热。OCrl3Ni5Mo 钢焊接时，由于导热性较差，具有较大的过热倾向。尤其是冷却速度慢时，其晶粒容易长大粗化，热影响区中产生粗大的铁素体和晶间碳化物组织，使塑韧性降低，在冷却时将会引起脆化，如果有氢的作用，更加促进产生冷裂纹。 因此，在制定现场焊接工艺时，必须很好地解决上述问题。施工现场采用的焊接方法多为焊条电弧焊，异种金属接头组合采用焊条电弧焊的关键问题是选择焊条的种类、型号，合理地制定焊接工艺及采用正确的操作技术。2 焊条的选择 OCrl3Ni5Mo 钢与 Q345B钢焊接，多采用高 CrNi 奥氏体焊条，如 A3O7、A507。现场采用的接头形式为带金属垫板的V形坡口对接接头，如图2所示，Q345BOCrl3Ni5Mo钢作为母材，可分别约为2O的熔合比，两种母材的综合熔合比约为40。 利用Schaeffler组织图，大致可判断出采用A307、A507焊条焊接Q345BOCrl3Ni5Mo对接焊缝的金相组织。 A307和 A507焊条的熔敷金属的w（Ni）eq、w（Cr）eq，Q345B和 OCrl3Ni5Mo钢的w（Ni）eq、w（Cr）eq当量均列于表 1中。 由图3可知，采用A307焊条焊接时，当控制熔合比小于304O时，可得到奥氏体或奥氏体加少量铁素体组织，抗裂性较好。但由于现场坡口尺寸变化幅度较大，影响熔合比的因素很多，特别是根部 12层焊道，由于 Q235金属垫板的熔入，熔合比极有可能大千4O，甚至达到50，此时，根部焊道的组织为奥氏体马氏体，抗裂性极差；而采用A507焊条焊接时，熔合比即使达到5O，焊缝也会得到纯奥氏体组织，塑韧性好，抗冷裂性能高。因此，综合考虑现场因素对熔合比和焊接热循环的不利影响，选择A507焊条焊接三峡二期工程泄洪坝段深孔工作门底坎OCr13Ni5Mo面板与（Q345BOCr19NigN）复合板异种钢的现场对接焊缝。3 焊接工艺评定试验3.1 试验依据 JB 47081992钢制压力容器焊接工艺评定； GB 1501998钢制压力容器附录E“产品焊接试板的力学性能检验”。3.2 试验条件3.2.1 试验用钢板3.2.2 采用ZX74OOB逆变直流焊机焊条电弧焊。3.2.3 试验用焊条3.3 根据现场实际情况，焊接坡口采用带金属垫板的单面V形坡口，见图4。3.4 采用平焊位置焊制焊接工艺评定试板。3.5 焊接工艺参数3.6 试板经外观检查合格，内部质量经X射线探伤达到GB332387 AB I 级，合格。3.7 力学性能试验及结果3.7.1 拉伸试验 拉伸试样 b=560，555 MPa，断于母材，合格。3.7.2 弯曲试验 4个侧弯试样实际弯曲角均达到规定值180，未出现开裂现象，全部合格。3.7.3 硬度试验4 现场焊接工艺4.1 装配要求及焊前准备 装配前打磨坡口面及两侧各20 mm范围，直至露出金属光泽，并保持干燥，然后进行装配。要求表面对齐，对口错边量1 mm，坡口根部间隙 46 mm，合格后进行定位点焊，点焊工艺同正式焊接工艺。点焊完毕，重新检查装配质量，确认合格后在坡口两侧不锈钢表面100150 mm范围内均匀喷洒一层金属焊接防飞溅剂，即可进行焊接。4.2 焊接工艺要求 （1）所有焊工均必须在持有 Q345低合金钢板材全位置有效合格证的基础上，经异种钢焊接理论知识和操作技能培训，并按 DLT 679-1999焊工技术考核规程考试合格； （2）焊条必须严格按照焊条使用说明书要求烘焙，并装入保温筒，随用随取； （3）焊接工艺参数严格执行第3.5条的规定（表5）； （4）焊接时，严格执行短弧、直焊道不摆动操作技术； （5）控制道间温度80； （6）采用分段跳焊法施焊，每段长度 600800 mm ； （7）多道焊时，应先焊 Q345B侧焊道，然后焊接0Cr13Ni5Mo侧焊道； （8）根部焊道焊接时，应保证两侧母材与垫板熔合良好； （9）焊接过程中对每段、每道焊缝都必须及时清渣，如发现裂纹、未熔合等缺陷，应立即铲除，并补焊；达到技术条件要求后再继续焊接，直至焊满整个坡口为止。4.3 应用结果 经过半年多的焊接施工，三峡二期工程泄洪坝段深孔工作门底坎 24条共 180 m 焊缝，已全部焊完，经检验未发现裂纹、未熔合等缺陷，一次合格率达到了100。5 结论 （1）