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SA387Gr11CL2材料焊接工艺评定

SA387Gr11CL2材料焊接工艺评定


【摘要】SA387Gr11CL2属于Cr- Mo型珠光体耐热钢,主要合金元素是铬和钼,焊接的主要问题是冷裂纹。在此通过对该材料进行焊接工艺评定,特提出合适的焊接工艺,以制定可行有效的焊接措施,防止焊接冷裂纹的产生,保证其焊接质量。
【关键词】焊材选用;焊接预热;后热;
1. 焊接材料选择
焊条电弧焊和埋弧焊焊材均选用四川大西洋的产品,焊条牌号为E8018-B2,焊丝牌号为CHW-S11配合焊剂CHF105R使用,焊材进厂后均对其进行了化学分析复验,其熔敷金属的化学成分满足设计要求,列表如下:
2. 预焊接工艺规程(PWPS)拟定
在试板焊接前先拟定PWPS,各项焊接工艺参数列表如下:
3.评定试板制备
3.1根据产品的规格,按NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》及设计文件技术要求进行了两项评定,共两组评定试板,规格分别为350×300×33mm ; 350×300×38mm 坡口形式如下图:
SAW 坡口示意图 SMAW坡口示意图
3.2 试板标识
用白色记号笔在规格为350×300×33mm试板上标示评定编号YC2015-006R;
在规格为350×300×38mm试板上标示评定编号YC2015-007R以便焊缝射线检测区分。
4.焊前准备
4.1焊前清理 打磨清理坡口面及邻近母材的锈蚀、氧化铁等影响焊接质量的异杂物。
4.2.试板组对 在平整的工作平台上组对,组对间隙YC2015-006R为0-1mm;YC2015-007R为2-3 mm并预留反变形角度为10~12°
4.3.焊前预热 用液化气加热法对两组评定试板按照焊接的先后次序依次预热,预热范围涉及坡口面及
距离坡口100 mm范围内,预热温度为158℃.
5.试板施焊
5.1 严格按照预焊接工艺规程(PWPS)的要求焊接,并由焊接检验员监督实施并记录施焊工艺参数形成施焊记录。
5.2 焊接过程中要正、反面对称施焊以防止试板严重变形,层间温度控制在150~250℃范围。
6.后热(消氢处理)
SA387Gr11CL2钢Cr、Mo元素含量较高,属对氢致裂纹敏感性材料,其焊接接头淬硬倾向明显,接头拘束应力较大,在快速冷却的情况下氢来不及逸出易产生氢致裂纹(冷裂纹),为此在焊接的过程中应严格控制预热及层间温度,焊后应立即进行消氢处理,消氢处理的温度为300~350℃/2小时
7.射线检测
为防止延迟裂纹的产生,在试板焊接完毕24h后进行射线检测,按JB/T4730.2-2005 Ⅱ级为合格。
8.焊后热处理
为降低焊接接头的硬度、提高韧性;消除焊接残余应力,焊后对两组试板进行670±20℃/4h热处理。
9.力学性能试验
按照设计及NB/T47014-2011的要求对试件进行试验,检测结果列表如下:
10.理化试验报告总结,焊材、母材质保书整理, PQR第三方监检。

结束语
SA387Gr11CL2钢板及焊材在订购时应按设计文件技术要求严格控制其S、P含量及非金属夹杂物,以确保焊接接头具有良好的抗脆化性能及降低诱发冷裂纹产生的可能性;SA387Gr11CL2材料焊接性较差,焊接过程中应严格控制预热温度、层间温度,焊后应立即进行消氢处理和最终热处理。当采用焊条电弧焊焊接筒体直径较大的环焊缝时,因热输入较小,焊接熔池温度较低,焊缝冷却较快,须对焊缝及热影响区进行二次加热后方可进行消氢处理。在制造过程中,应严格控制每道工序,以确保设备制造质量。

参考文献:
[1] NB/T47014-2011
[2]设计文件技术要求