一种铬钼钢与马氏体耐热钢的焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种铬钼钢与马氏体耐热钢的焊接方法，包括以下步骤：首先对待焊接的铬钼钢和马氏体耐热钢的母材进行机加工形成坡口；在马氏体耐热钢坡口处采用E5515

【技术实现步骤摘要】
一种铬钼钢与马氏体耐热钢的焊接方法


[0001]本专利技术属于核电设备焊接
，具体涉及一种铬钼钢与马氏体耐热钢的焊接方法。

技术介绍

[0002]目前，对于低合金钢、铬钼钢等，在焊接过程中经受焊接热循环会产生热影响区，这种 热影响区组织不能满足高温高压环境下的运行要求，焊接过程需进行消应力热处理，现有的 焊接方法可实现低合金钢、铬钼钢等同质材料焊接，或焊口两侧母材的消应力热处理保温温 度具有重叠区域的异种钢材焊接，对于两侧母材消应力热处理保温温度范围不重叠，如对焊 接接头有较高的高温强度及塑韧性要求的F22铬钼钢与F91马氏体耐热钢的对接，采用现有 焊接技术焊接后无法满足核电设备中高温高压环境下长时间的运行要求。
[0003]因此，需要一种新的技术以解决现有技术中铬钼钢与马氏体耐热钢焊接后无法满足在高 温高压环境下长时间运行的问题。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种铬钼钢与马氏体耐热钢的焊接方法， 铬钼钢与马氏体耐热钢焊接完成后可以在高温高压环境下长时间运行。
[0005]本专利技术采用了以下技术方案：
[0006]一种铬钼钢与马氏体耐热钢的焊接方法，包括以下步骤：
[0007]S1.对待焊接的铬钼钢和马氏体耐热钢的母材进行机加工形成坡口；
[0008]S2.在马氏体耐热钢坡口处采用E5515
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B2
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V焊材堆焊第一隔离层，第一隔离层堆焊完成 后进行焊后热处理；
[0009]S3.热处理后机加焊层表面去除余量；
[0010]S4.在第一隔离层与铬钼钢坡口之间采用对接材料进行对接，对接材料包括ER90S
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B3和 E9018
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B3；
[0011]S5.机加去除根部垫板；
[0012]S6.对接头进行消应力热处理，热处理后对焊缝进行射线探伤。
[0013]焊接时通常需要匹配焊接接头处的母材，针对F22类铬钼钢材料，一般所匹配的的焊材 为B3类焊材，如ER90S
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B3、E9018
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B3等，而本方案采用的是不同于B3类焊材的E5515
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B2
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V 焊材堆焊第一隔离层，并经过大量的选材试验，对焊材进行成分分析、化学试验、拉伸试验 以及冲击试验等化学和力学性能检测。其他焊材如E9018
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B3、E9018
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G等，在经历了两次不 同的热处理后，性能有所下降且不稳定，而E5515
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B2
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V性能可满足技术要求，稳定性高， 因此选用该焊材作为堆焊层。
[0014]作为本专利技术技术方案的进一步改进，步骤S1中，铬钼钢为F22，型号为2.25Cr1Mo。
[0015]作为本专利技术技术方案的进一步改进，步骤S1中，马氏体耐热钢为F91。
[0016]作为本专利技术技术方案的进一步改进，步骤S2中，在进行焊后热处理之前，将焊后的
马氏 体耐热钢降温至80℃
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100℃，并在此温度保温1h
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2h；
[0017]焊后热处理的保温温度为740℃
‑
760℃，并在此温度保温0.5h
‑
1h。
[0018]作为本专利技术技术方案的进一步改进，步骤S2中，所述第一隔离层堆焊厚度D≥10mm， 所述第一隔离层的堆焊方式采用的是电弧焊；
[0019]堆焊第一隔离层的预热温度为200℃
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300℃，后热温度为300℃
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350℃，堆焊第一隔离层 过程中的电流为140A
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200A，电压为22V
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32V，焊接速度≥20.53cm/min。
[0020]堆焊第一隔离层过程中的电流为140A
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200A，电压为22V
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32V，焊接速度≥20.53cm/min， 堆焊第一隔离层过程中无保护气体，E5515
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B2
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V焊材的焊接参数是通过焊接试验、无损检验 和力学性能试验的结果来确定的，根据力学性能的要求，通过调节匹配不同电流电压的参数， 以及预热温度范围等，确定了最终的参数范围。
[0021]作为本专利技术技术方案的进一步改进，步骤S3中，机加处理后进行无损探伤检测，确认合 格后进行S4步骤。
[0022]作为本专利技术技术方案的进一步改进，步骤S4中，所述ER90S
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B3焊材作为打底焊材，所 述E9018
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B3焊材为填充焊材。
[0023]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述ER90S
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B3焊材的焊接方式为氩弧焊，所述 E9018
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B3焊材的焊接方式为电弧焊。
[0024]ER90S
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B3焊材和E9018
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B3焊材的焊接参数是通过焊接试验、无损检验和力学性能试验 的结果来确定的，根据力学性能的要求，通过调节匹配不同电流电压的参数，以及预热温度 范围等，确定了最终的参数范围。
[0025]作为本专利技术技术方案的进一步改进，步骤S5中，机加处理后进行无损探伤检测，确认合 格后进行S6步骤。
[0026]作为本专利技术技术方案的进一步改进，步骤S6中消应力热处理温度为675℃
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705℃。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0028]采用E5515
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B2
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V焊材作为第一隔离层堆焊在马氏体耐热钢坡口处的隔离层，在第一隔离层 堆焊完成后采用ER90S
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B3和E9018
‑
B3焊材作为马氏体耐热钢母材坡口处堆焊隔离层后与铬 钼钢母材的对接材料，解决了两侧母材消应力热处理保温温度不重叠的问题，这种消应力热 处理工艺方法可实现焊缝金属及两侧母材热影响区的残余应力消除及组织转变，使得马氏体 耐热钢与铬钼钢两异种钢接头的室温强度、高温强度及塑韧性、持久性能及疲劳性能等指标 满足核电设备的使用设计要求。
附图说明
[0029]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术作进一步地详细说明：
[0030]图1是整体结构示意图；图2是马氏体耐热钢坡口堆焊第一隔离层结构剖面图。
[0031]附图标记：
[0032]1‑
铬钼钢；
[0033]2‑
马氏体耐热钢；
[0034]3‑
第一隔离层；
[0035]4‑
对接材料；
[0036]5‑
清根线。
具体实施方式
[0037]以下将结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整 的描述，以充分地理解本专利技术的目的、方案和效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铬钼钢与马氏体耐热钢的焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.对待焊接的铬钼钢和马氏体耐热钢的母材进行机加工形成坡口；S2.在马氏体耐热钢坡口处采用E5515
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B2
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V焊材堆焊第一隔离层，第一隔离层堆焊完成后进行焊后热处理；S3.热处理后机加焊层表面去除余量；S4.在第一隔离层与铬钼钢坡口之间采用对接材料进行对接，对接材料包括ER90S
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B3和E9018
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B3；S5.机加去除根部垫板；S6.对接头进行消应力热处理，热处理后对焊缝进行射线探伤。2.根据权利要求1所述的铬钼钢与马氏体耐热钢的焊接方法，其特征在于：步骤S1中，铬钼钢为F22，主要牌号为SA
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336Gr.F22 Cl.1。3.根据权利要求1所述的铬钼钢与马氏体耐热钢的焊接方法，其特征在于：步骤S1中，马氏体耐热钢为F91，主要牌号为SA
‑
182M F91。4.根据权利要求1所述的铬钼钢与马氏体耐热钢的焊接方法，其特征在于：步骤S2中，在进行焊后热处理之前，将焊后的马氏体耐热钢降温至80℃
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100℃，并在此温度保温1h
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2h；焊后热处理的保温温度为740℃
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760℃，并在此温度保温0.5h
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1h。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李恩，蒋宇晨，刘远彬，戴光明，杨小杰，梁化，池乐忠，王勇华，
申请(专利权)人：东方电气广州重型机器有限公司，
类型：发明
国别省市：