A. 鑄件進行焊補前必須進行預熱熱補焊的溫度一般為多少度
鑄件進行焊補前必須進行預熱一般的預熱溫度為600度左右,焊後保溫緩冷。
對於有些重要的鑄件可以採用冷焊的工藝焊接則不需要做預熱處理和焊後的保溫,比如鑄鋼件就可以採用WEWELDING600的合金鋼焊條焊接,冷焊工藝,而鑄鐵則可以採用WEWELDING777的鑄鐵焊條焊接,但是焊接規范要參考WEWELDING777的使用規范操作。
B. t91管焊接要求
T91管全稱為:SA213T91,是一種高鉻耐熱鋼,通常為小口徑管φ<60mm,其對接焊一般採取全氬弧焊,即氬弧焊打底\氬弧焊中間層和蓋面,如管壁厚度超過6mm,通常採用電焊蓋面.氬弧焊採用ER90-S焊絲,電焊採用E9015焊條.
該類焊接焊前須對焊口左右各150mm內預熱到200℃左右,焊後需要保溫半個小時,溫度150℃[通常焊後直接用保溫棉包裹即可].如此則可避免出現裂紋等不良後果.
C. 15crmo與p91焊接需要預熱多少度
15crmo按照標准來說預熱溫度不低於120℃。P91是馬氏體耐熱鋼,預熱溫度200℃以上。
所以兩種材料焊接的預熱溫度200~250℃。
D. T91合金鋼管的T91鋼的焊接工藝
4.1 預熱溫度的選擇
T91鋼的Ms點約為400℃,預熱溫度一般選在200~250℃。預熱溫度不能太高,否則接頭冷卻速度降低,可能在焊接接頭中引起晶界處碳化物析出和形成鐵素體組織,從而大大降低該鋼材焊接接頭在室溫時的沖擊韌性。預熱溫度的下限從哈爾濱鍋爐廠所做過的插銷試驗可得到很好的說明。
插銷試棒採用T91鋼,直徑8 mm,深0.5 mm,底板採用13CrMo鋼,厚20 mm,試驗在不預熱、預熱150℃、預熱200℃、預熱250℃條件下進行。焊條採用J707。焊接電流為165~170 A,電弧電壓為21~267 V,試驗結果如表2所示。
表2 T91插銷試驗結果
試驗
條件 試樣
號 應力水平
/MPa 斷裂時間
/min
不預熱 1 303.8 9 9
2 186 8 237
3 176.4 8.3 1440未斷
預熱150℃ 4 421.4 8.1 1260
5 354.8 120未斷
預熱200℃ 6 465.2 8.6 1440未斷
7 482.7 8.1 438
8 539 7.9 313
預熱250℃ 9 539 8.2 1440未斷
10 600 8.0 1440未斷
由上述試驗結果知,在不預熱條件下,T91鋼焊接接頭的臨界應力為176.4 MPa;預熱150℃時,臨界應力為354.8 MPa,為T91鋼常溫屈服極限415 MPa的85.4%;預熱200℃以上時,臨界應力大於460 MPa,超過了T91鋼常溫屈服極限。由此,為避免T91鋼焊接時產生冷裂紋,預熱溫度必須不低於200℃,德國規定預熱溫度為180~250℃,美國CE公司規定預熱溫度為120~205℃。
4.2 層間溫度的選擇
層間溫度不得低於預熱溫度下限,但如同預熱溫度的選取一樣,層間溫度也不能過高。T91焊接時層間溫度一般控制在200~300℃。法國規定:層間溫度不超過300℃。美國規定:層間溫度可位於170~230℃之間。
4.3 焊後熱處理起始溫度的選擇
T91要求焊後冷卻到低於Ms點以下並保持一定時間再進行回火處理,焊後冷卻速度為80~100℃/h。如果未經保溫,接頭的奧氏體組織可能沒有完全轉變,回火加熱會促使碳化物沿奧氏體晶界沉澱,這樣的組織很脆。但是T91焊後也不允許冷卻到室溫再進行回火,因為其焊接接頭冷卻到室溫時就有產生冷裂紋的危險。對於T91來說,最佳起始溫度為100~150℃,並保溫1h,可基本確保組織轉變完畢。
4.4 回火溫度、恆溫時間、回火冷卻速度的選擇
T91鋼冷裂傾向較大,在一定條件下,容易產生延遲裂紋,故焊接接頭必須在焊後24 h內進行回火處理。T91焊後狀態的組織為板條狀馬氏體,經過回火可變為回火馬氏體,其性能較板條狀馬氏體優越。回火溫度偏低時,回火效果不明顯,焊縫金屬容易時效而脆化;回火溫度過高(超過AC1線),接頭又可能再次奧氏體化,並在隨後的冷卻過程中重新淬硬。同時,如本文在前面所述,回火溫度的確定還要考慮接頭軟化層的影響。一般而言,T91回火溫度為730~780℃。
T91焊後回火恆溫時間不少於1 h,才能保證其組織完全轉變為回火馬氏體。
為了降低T91鋼焊接接頭的殘余應力,必須控制其冷卻速度小於5 ℃/min。T91鋼的焊接工藝可用圖3表示。
①預熱200~250 ℃;②焊接,層間溫度200~300 ℃;③焊後冷卻,速度為 80~100 ℃/h;④100~150 ℃保溫1 h;⑤730~780 ℃回火1 h;⑥以不大於5 ℃/min速度冷卻
5 T91鋼在廣東省內火電廠應用實例
廣東省電力局第一焊接培訓中心曾作過Φ42 mm×5mm的T91小徑管對接的焊接工藝評定。採取的預熱溫度為200℃,焊後冷卻到150℃,保溫1h後進行回火,回火溫度為750~780℃,保溫1h,升降溫速度均小於5℃/min。焊後對試樣進行外觀檢查、斷口檢查、無損檢測、拉伸和彎曲試驗,結果均合格,這也說明上述焊接工藝是行之有效的。
上述焊接工藝已成功應用在沙角A廠、梅州市梅縣區電廠高溫再熱器外圈。T91鋼在這些電廠應用後,由於超溫等造成的事故頻率大大降低。
6 結論
①T91鋼靠合金化原理,尤其是添加了少量鈮、釩等微量元素,高溫強度、抗氧化性較12 Cr1MoV鋼有較大的提高,但其焊接性能較差。
②插銷試驗表明,T91鋼有較大冷裂傾向,選取預熱200~250 ℃,層間溫度200~300 ℃,可有效防止冷裂紋產生。
③T91焊後熱處理前,必須冷卻至100~150 ℃,保溫1 h;回火溫度730~780 ℃,保溫時間不少於1 h。
④以上焊接工藝已應用於200 MW、300MW 鍋爐製造生產實踐中,取得滿意效果,並獲得較大的經濟效益。 鋼管是一種具有中空截面、周邊沒有接縫的長條鋼材。鋼管具有中空截面,大量用作輸送流體的管道,如輸送石油、天然氣、煤氣、水及某些固體物料的管道等。鋼管與圓鋼等實心鋼材相比,在抗彎抗扭強度相同時,重量較輕,是一種經濟截面鋼材,廣泛用於製造結構件和機械零件,如石油鑽桿、汽車傳動軸、自行車架以及建築施工中用的鋼腳手架等。用鋼管製造環形零件,可提高材料利用率,簡化製造工序,節約材料和加工工時,如滾動軸承套圈、千斤頂套等,目前已廣泛用鋼管來製造。鋼管還是各種常規武器不可缺少的材料,槍管、炮筒等都要鋼管來製造。鋼管按橫截面積形狀的不同可分為圓管和異型管。由於在周長相等的條件下,圓面積最大,用圓形管可以輸送更多的流體。此外,圓環截面在承受內部或外部徑向壓力時,受力較均勻,因此,絕大多數鋼管是圓管。合金管重量計算公式:[(外徑-壁厚)*壁厚]*0.02466=kg/米(每米的重量)
E. sa-213t91與sa-213tp321h焊介面熱處理工藝溫度是多少
1、sa-213t91預熱150-200度,處理每小時升150度,升到750-780後恆溫7小時後降溫,速度150度每小時。
2、碳鋼、不銹鋼或者合金鋼產品在與其它生產或者施工時,與其它的另一件產品用焊條連接到一起。產品與產品之間的焊條連接的縫,叫做焊口。也叫做焊縫。
3、熱處理是指材料在固態下,通過加熱、保溫和冷卻的手段,以獲得預期組織和性能的一種金屬熱加工工藝。
F. 接頭 如何焊接T91鋼
T91/P91鋼焊接工藝導則
關於頒發《T9l/P91鋼焊接工藝導則》的通知
各省(市、區)電力公司:
近幾年來引進機組主蒸汽管道及再熱熱段管道普遍採用了P91鋼,國內300MW及以上機組也普遍開始採用了這種鋼材。為了指導施工,保證火力發電設備安裝、檢修的焊接工程質量,我部以國家電力公司原火電建設部頒發的T91/P91鋼焊接工藝暫行規定為版本,結合近年來的實踐經驗進行了修訂,定名為《T91/P91鋼焊接工藝導則》。現予以頒發,請各單位遵照執行。
附件:T91/P91鋼焊接工藝導則
國家電力公司電源建設部
焊接工藝
6.1 T91/P91鋼必須嚴格執行經評定合格的工藝所編制的作業指導書規定進行施焊。為使焊接作業指導書嚴格實施,強化工藝紀律,必要時.應對該類鋼材焊接全過程進行完整的監控,以保證焊接質量。
6.2 T91鋼管及P91小徑簿壁鋼管推薦採用全氬弧焊方法;P91鋼大徑厚壁管採用氬弧焊打底、焊條電弧焊填充及蓋面的組合焊接方法。
6.3 氬弧焊(WS)打底焊接
6.3.1為防止根層焊縫金屬氧化,氬弧焊打底及焊條填充第一層焊道時,應在管子內壁充氬氣保護。
6.3.2充氬保護可參照下列要求進行:
a.充氬保護范圍以坡口中心為准,每側各200~300mm處,以可溶紙或其它可溶材料,用耐高溫膠帶粘牢,做成密封氣室。
b.採用「氣針」從坡口間隙或「探傷孔」中插入進行充氬,開始時流量可為10~20L/min,施焊過程中流量應保持在8~10L/min。
6.3.3氬弧焊打底時,焊接規范參數推薦如下:
焊絲選用φ2.5mm,鎢極為φ2.5mm,氬氣流量為10~15L/min。
焊前預熱溫度為100~150℃,焊接電弧電壓為10~14V,焊接電流為80~110A,焊接速度為55~60mm/min。
6.3.4氬弧焊打底的焊層厚度控制在2.8~3.2mm范圍內。
6.4焊條電弧焊(DS)填充、蓋面焊接
6.4.1施焊前的預熱溫度推薦為200~300℃。寬度以坡口邊緣算起每側不少於壁厚的3倍,預熱力求均勻。對於壁厚大於10mm的管子應採用電加熱方法進行。
6.4.2小徑薄壁管最低焊接層數為2層,大徑厚壁管應採取多層多道焊接。
6.4.3施工過程中,應注意層間溫度的保持,推薦的層間溫度為200~300℃。
6.4.4為保證後一焊道對前一焊道起到回火作用,焊接時每層焊道厚度的控制約為焊條直徑。
6.4.5焊條擺動的幅度,最寬不得超過焊條直徑的4倍。
6.4.6大徑厚壁管水平固定焊蓋面層的焊道布置,焊接一層至少三道焊縫,中間以有一「退火焊道」為宜,以利於改善焊縫金屬組織和性能,焊道布置見圖2。
6.4.7焊條電弧焊各層焊道的主要工藝參數參考值見表2。
表2各層焊道的焊接工藝參數
焊層數 焊條直徑 (mm) 焊道數 焊接電流
(A) 電弧電壓 (v) 焊接速度
(mm/min) 每層填充金 屬厚度(mm)
2~3 2.5 1 75~90 20~24 70~160 2.O~3.0
4~6 3.2 1~3 100~125 20~24 70~160 2.5~3.2
其它 4.0 1~3 135~160 20~24 120~180 3.0~4.0
6.4.8為減少焊接應力與變形,直徑>194mm的管道和鍋爐密集排管(管子間距≤30mm)的焊口,宜採用兩人對稱焊接。同時,注意不得兩個同時在一處收頭.以免局部溫度過高影響施焊質量。
6.4.9焊接中應將每層焊道接頭錯開1O~15mm,同時注意盡量焊得平滑,便於清渣和避免出現「死角」。
6.4.10焊工操作技術要熟練,認真觀察熔化狀態,注意熔池和收尾接頭質量,以避免出現弧坑裂紋。
6.4.11每層每道焊縫焊接完畢後,應用砂輪機或鋼絲刷將焊渣、飛濺等雜物清理干凈(尤應注意中間接頭和坡口邊緣),經自檢合格後,方可焊接次層。
6.4.12焊縫整體焊接完畢,應將焊縫表面焊渣、飛濺清理干凈,自檢合格後,做出代表焊工本人的標記,並應按工藝規定要求進行焊後熱處理。
7.焊後熱處理
7.1當焊縫整體焊接完畢,對T91鋼和P91鋼小徑薄壁管的焊接接頭可冷卻至室溫,而對P91鋼大徑厚壁管的焊接接頭冷卻到100~120℃時,應及時進行焊後熱處理。
7.2當焊接接頭不能及時進行熱處理時,應於焊後立即做加熱溫度為350℃,恆溫時間為1小時的後熱處理。
7.3焊接接頭的焊後熱處理,應採用高溫回火。
7.4焊後熱處理的升、降溫速度以≤150℃/h為宜,降溫至300℃以下時,可不控制,在保溫層內冷卻至室溫。
7.5 T91/P91鋼焊後熱處理加熱溫度為760±1O℃。對於T91/P91鋼與珠光體、貝氏體鋼的異種焊接接頭,加熱溫度應按兩側鋼材及所用焊絲、焊條等綜合確定,不應超過合金成分含量低材料的下臨界點Ac1。
7.6恆溫時間:P91鋼焊接接頭按壁厚每25mm,1小時計算,但最少不得少於4小時。對T91鋼焊接接頭可按壁厚每毫米,5分鍾計算,且不小於0.5小時。
7.7為保證焊後熱處理質量,熱處理的加熱寬度、保溫層寬度和厚度應符合DL/T819-2002的規定。
焊絲用ER90S-B9 如果用焊條就用E9018-B9
G. 鑄件進行焊補前必須進行預熱熱補焊的溫度一般為多少度
咨詢記錄 · 回答於2021-10-13
H. T91是什麼樣的鋼種什麼樣的性能
改良型9Cr-1Mo鋼,即T91/P91鋼,這類鋼是70年代至80年代,美國在早期的9Cr-1Mo鋼基礎上研究成功的。90年代中期出現在國內安裝的進口機組中,現在已經在我國的大型電站鍋爐上較普遍採用。這類鋼可以說是熱強鋼的第三代產品,其主要特點是降低了含碳量,同樣是多元復合強化,但各合金元素含量控制極嚴格,從而改善了鋼的塑韌性和焊接性,提高了鋼的高溫穩定性,其600℃時的持久強度比F11和F12提高了近70%。在電力行業焊接此類鋼的過程中,通過接觸國外更高層次的技術資料和幾十年的焊接,使焊接人員觀念發生了重要轉變,即:焊接工藝與操作工藝不是一回事,在此類鋼的焊接中,焊工操作工藝的重要性已經退居其次;使用的焊接工藝必須經過評定,評定的依據不再是一系列常溫力學性能,而把重點放在驗證焊接接頭能否獲得預期的塑韌性和金相組織;焊接此類鋼應該在焊接工藝的全過程嚴格受控。此類鋼對焊接工藝的嚴謹性要求與早期的9Cr-1Mo鋼相比更高,焊接熱輸入量要求更嚴格,焊後熱處理的溫度和保溫時間對焊接接頭的韌性有很大影響,必須給予足夠重視。
1 引言
近年來,我國電力工業飛速發展,電廠鍋爐向大容量、高參數發展。按照國家電力公司的布署,從現在起到下世紀初,將逐步限制和取消中小型燃煤機組,300 MW機組將成為各大電網的主力機組。300 MW機組的高溫過熱器、高溫再熱器的最高實際壁溫已超過了600℃,原先廣泛應用於這些高溫部件的12Cr1MoV鋼高溫強度、抗氧化性等均不能滿足要求。T91鋼以其優良的高溫性能,在電站高溫過熱器、高溫再熱器乃至主蒸汽管道上得到了越來越廣泛的應用。但由於其焊接性較差,焊接時容易出現問題,因此探討一套比較合理的焊接工藝十分必要。
2 T91鋼的有關性能
2.1 合金化原理
T91鋼是美國國立像樹嶺實驗室和美國燃燒工程公司冶金材料實驗室合作研製的新型馬氏體耐熱鋼。它是在9Cr1MoV鋼的基礎上降低含碳量,嚴格限制硫、磷的含量,添加少量的釩、鈮元素進行合金化。根據ASTM213/A213M-85C,T91鋼的化學成份見表1。
與T91鋼對應的德國鋼號為X10CrMoVNNb91,日本鋼號為HCM95,法國則為TUZ10CDVNb0901。
表1 T91鋼的化學成份%
元素 含量
C 0.08-0.12
Mn 0.30-0.60
P ≤0.02
S ≤0.01
Si 0.20-0.50
Cr 8.00-9.50
Mo 0.85-1.05
V 0.18-0.25
Nb 0.06-0.10
N 0.03-0.07
Ni ≤0.40
T91鋼中各合金元素分別起到固溶強化、彌散強化和提高鋼的抗氧化性、抗腐蝕性能,具體分析如下。
①碳是鋼中固溶強化作用最明顯的元素,隨含碳量的增加,鋼的短時強度上升,塑性、韌性下降,對T91這類馬氏體鋼而言,含碳量的上升會加快碳化物球化和聚集速度,加速合金元素的再分配,降低鋼的焊接性、耐蝕性和抗氧化性,故耐熱鋼一般都希望降低含碳量,但含碳太低,鋼的強度將降低。T91鋼與12Cr1MoV鋼相比,含碳量降低20%,這是綜合考慮上述因素的影響而決定的。
②T91鋼中含微量氮,氮的作用體現在兩個方面。一方面起固溶強化作用,常溫下氮在鋼中的溶解度很小,T91鋼焊後熱影響區在焊接加熱和焊後熱處理過程中,將先後出現VN的固溶和析出過程:焊接加熱時熱影響區內已形成的奧氏體組織由於VN的溶入,氮含量增加,此後常溫組織中的過飽和程度提高,在隨後的焊後熱處理中有細小的VN析出,這增加了組織穩定性,提高了熱影響區的持久強度值。另一方面,T91鋼中還含有少量A1,氮能與其形成A1N,A1N在1 100℃以上才大量溶入基體,在較低溫度下又重新析出,能起到較好的彌散強化效果。
③加入鉻主要是提高耐熱鋼的抗氧化性、抗腐蝕能力,含鉻量小於5%時,600℃開始劇烈氧化,而含鉻量達5%時就具有良好的抗氧化性。12Cr1MoV鋼在580℃以下具有良好的抗氧化性,腐蝕深度為0.05 mm/a,600℃時性能開始變差,腐蝕深度為0.13 mm/a。T91含鉻量提高到9%左右,使用溫度能達到650℃,主要措施就是使基體中溶有更多的鉻。
④釩與鈮都是強碳化物形成元素,加入後能與碳形成細小而穩定的合金碳化物,有很強的彌散強化效果。
⑤加入鉬主要是為了提高鋼的熱強性,起到固溶強化的作用。
2.2 熱處理工藝
T91的最終熱處理為正火+高溫回火,正火溫度為1040℃,保溫時間不少於10 min,回火溫度為730~780℃,保溫時間不少於1h,最終熱處理後的組織為回火馬氏體。
2.3 機械性能
T91鋼的常溫抗拉強度≥585 MPa,常溫屈服強度≥415 MPa,硬度≤250 HB,伸長率(50 mm標距的標准圓形試樣)≥20%,許用應力值〔σ]650℃=30 MPa。
2.4 焊接性能
按照國際焊接學會推薦的碳當量公式算得T91的碳當量為
可見T91的焊接性較差。
3 T91焊接時存在的問題
3.1 熱影響區淬硬組織的產生
從圖1可以看出,T91的臨界冷卻速度低,奧氏體穩定性很大,冷卻時不易發生正常的珠光體轉變,從而冷卻到較低溫度時發生了馬氏體轉變。正由於此,T91的淬硬和冷裂傾向很大。
圖1 T91鋼的連續冷卻曲線
由於熱影響區的各種組織具有不同的密度、膨脹系數和不同的晶格形式,在加熱和冷卻過程中必然會伴有不同的體積膨脹和收縮;另一方面,由於焊接加熱具有不均勻和溫度高的特點,故而T91焊接接頭內部應力很大。
對於T91,奧氏體十分穩定,要冷卻到較低溫度(約400℃)才能變為馬氏體。粗大的馬氏體組織脆而硬,接頭又處在復雜應力狀態下。同時,焊縫冷卻過程中氫由焊縫向近縫區擴散,氫的存在促使了馬氏體脆化,其綜合作用的結果,很容易在淬硬區產生冷裂紋。
3.2 熱影響區晶粒長大
焊接熱循環對焊接頭熱影響區的晶粒長大有重大的影響,特別是緊鄰加熱溫度達到最高的熔合區。當冷卻速度較小時,在焊接熱影響區會出現粗大的塊狀鐵素體和碳化物組織,使鋼材的塑性明顯下降;冷卻速度大時,由於產生了粗大的馬氏體組織,也會使焊接接頭塑性下降。
3.3 軟化層的產生
T91鋼在調質狀態下焊接,熱影響區產生軟化層不可避免,而且比珠光體耐熱鋼的軟化更為嚴重。當用加熱和冷卻速度均較緩慢的規范時,軟化程度較大。另外,軟化層的寬度和它離熔合線的距離,不僅與焊接的加熱條件及特點有關,還與預熱、焊後熱處理等有關。哈爾濱鍋爐廠曾做過試驗得出T91焊接熱影響區硬度曲線,見圖2。
圖2 T91焊接熱影響區硬度曲線
①730℃回火;②750℃回火
由圖2可以看出,T91鋼焊縫熱影響區產生的軟化現象比較嚴重,而且接頭的回火溫度越高,軟化程度越嚴重,接頭強度利用系數大大下降。
3.4 應力腐蝕裂紋
T91鋼在焊後熱處理之前,冷卻溫度一般不低於100℃,如果在室溫下冷卻,而環境又比較潮濕時,容易出現應力腐蝕裂紋。德國規定:在焊後熱處理之前必須冷卻至150℃以下。在工件較厚、有角焊縫存在及幾何尺寸不好的情況下,冷卻溫度不低於100℃。如果在室溫下冷卻,嚴禁潮濕,否則容易產生應力腐蝕裂紋。
4 T91鋼的焊接工藝
4.1 預熱溫度的選擇
T91鋼的Ms點約為400℃,預熱溫度一般選在200~250℃。預熱溫度不能太高,否則接頭冷卻速度降低,可能在焊接接頭中引起晶界處碳化物析出和形成鐵素體組織,從而大大降低該鋼材焊接接頭在室溫時的沖擊韌性。預熱溫度的下限從哈爾濱鍋爐廠所做過的插銷試驗可得到很好的說明。
插銷試棒採用T91鋼,直徑8 mm,深0.5 mm,底板採用13CrMo鋼,厚20 mm,試驗在不預熱、預熱150℃、預熱200℃、預熱250℃條件下進行。焊條採用J707。焊接電流為165~170 A,電弧電壓為21~267 V,試驗結果如表2所示。
表2 T91插銷試驗結果
試驗
條件 試樣
號 應力水平
/MPa 斷裂時間
/min
不預熱 1 303.8 9 9
2 186 8 237
3 176.4 8.3 1440未斷
預熱150℃ 4 421.4 8.1 1260
5 354.8 120未斷
預熱200℃ 6 465.2 8.6 1440未斷
7 482.7 8.1 438
8 539 7.9 313
預熱250℃ 9 539 8.2 1440未斷
10 600 8.0 1440未斷
由上述試驗結果知,在不預熱條件下,T91鋼焊接接頭的臨界應力為176.4 MPa;預熱150℃時,臨界應力為354.8 MPa,為T91鋼常溫屈服極限415 MPa的85.4%;預熱200℃以上時,臨界應力大於460 MPa,超過了T91鋼常溫屈服極限。由此,為避免T91鋼焊接時產生冷裂紋,預熱溫度必須不低於200℃,德國規定預熱溫度為180~250℃,美國CE公司規定預熱溫度為120~205℃。
4.2 層間溫度的選擇
層間溫度不得低於預熱溫度下限,但如同預熱溫度的選取一樣,層間溫度也不能過高。T91焊接時層間溫度一般控制在200~300℃。法國規定:層間溫度不超過300℃。美國規定:層間溫度可位於170~230℃之間。
4.3 焊後熱處理起始溫度的選擇
T91要求焊後冷卻到低於Ms點以下並保持一定時間再進行回火處理,焊後冷卻速度為80~100℃/h。如果未經保溫,接頭的奧氏體組織可能沒有完全轉變,回火加熱會促使碳化物沿奧氏體晶界沉澱,這樣的組織很脆。但是T91焊後也不允許冷卻到室溫再進行回火,因為其焊接接頭冷卻到室溫時就有產生冷裂紋的危險。對於T91來說,最佳起始溫度為100~150℃,並保溫1h,可基本確保組織轉變完畢。
4.4 回火溫度、恆溫時間、回火冷卻速度的選擇
T91鋼冷裂傾向較大,在一定條件下,容易產生延遲裂紋,故焊接接頭必須在焊後24 h內進行回火處理。T91焊後狀態的組織為板條狀馬氏體,經過回火可變為回火馬氏體,其性能較板條狀馬氏體優越。回火溫度偏低時,回火效果不明顯,焊縫金屬容易時效而脆化;回火溫度過高(超過AC1線),接頭又可能再次奧氏體化,並在隨後的冷卻過程中重新淬硬。同時,如本文在前面所述,回火溫度的確定還要考慮接頭軟化層的影響。一般而言,T91回火溫度為730~780℃。
T91焊後回火恆溫時間不少於1 h,才能保證其組織完全轉變為回火馬氏體。
為了降低T91鋼焊接接頭的殘余應力,必須控制其冷卻速度小於5 ℃/min。T91鋼的焊接工藝可用圖3表示。
圖3 T91鋼焊接工藝
①預熱200~250 ℃;②焊接,層間溫度200~300 ℃;③焊後冷卻,速度為 80~100 ℃/h;④100~150 ℃保溫1 h;⑤730~780 ℃回火1 h;⑥以不大於5 ℃/min速度冷卻
5 T91鋼在廣東省內火電廠應用實例
廣東省電力局第一焊接培訓中心曾作過Φ42 mm×5mm的T91小徑管對接的焊接工藝評定。採取的預熱溫度為200℃,焊後冷卻到150℃,保溫1h後進行回火,回火溫度為750~780℃,保溫1h,升降溫速度均小於5℃/min。焊後對試樣進行外觀檢查、斷口檢查、無損檢測、拉伸和彎曲試驗,結果均合格,這也說明上述焊接工藝是行之有效的。
上述焊接工藝已成功應用在沙角A廠、梅縣電廠高溫再熱器外圈。T91鋼在這些電廠應用後,由於超溫等造成的事故頻率大大降低。
6 結論
①T91鋼靠合金化原理,尤其是添加了少量鈮、釩等微量元素,高溫強度、抗氧化性較12 Cr1MoV鋼有較大的提高,但其焊接性能較差。
②插銷試驗表明,T91鋼有較大冷裂傾向,選取預熱200~250 ℃,層間溫度200~300 ℃,可有效防止冷裂紋產生。
③T91焊後熱處理前,必須冷卻至100~150 ℃,保溫1 h;回火溫度730~780 ℃,保溫時間不少於1 h。
④以上焊接工藝已應用於200 MW、300MW 鍋爐製造生產實踐中,取得滿意效果,並獲得較大的經濟效益。
I. 焊前預熱和焊後熱處理的范圍、目的和方法
焊前預熱和後熱是為了降低焊縫的冷卻速度,防止接頭生成淬硬組織,產生冷裂紋。焊前預熱溫度一般在100-200度,
後熱不屬於熱處理,也是一種緩冷措施,後熱的溫度在200-300度,有的單純是為了緩冷,有的是針對消氫處理的,一定的後熱溫度,能使焊縫中氫擴散出來,不至於集聚導致裂紋。後熱保溫時間要根據工件厚度來確定,一般不會低於0.5小時的。
焊後熱處理的就多了,主要分為四種:
1低於下轉變溫度進行的焊後熱處理,如消除應力退火,溫度一般在600-700之間,主要目的是消除焊接殘余應力,
2高於上轉變溫度進行的焊後熱處理,如正火,溫度在950-1150之間,細化晶粒,改善材料的力學性能,再如不銹鋼的固熔、穩定化處理,溫度在1050左右,提高不銹鋼的耐蝕性能。尤其是抗晶間腐蝕的能力。再如淬火,不同的淬火工藝能得到不同的效果,提高鋼的耐磨性,硬度等。
3先高於上轉變溫度進行處理再進行低於下轉變溫度下的熱處理。比如正火加回火,淬火加回火等。
4在上下轉變溫度之間進行的焊後熱處理。750-900之間,一些材料的實效強化重結晶退火等。
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J. 焊接的適宜溫度
焊接的溫度很高,特別是電弧溫度得2000℃以上。
焊接的時候有一個溫度需要控制,那就是層間溫度,多層焊接的時候,層間溫度不能過高,不銹鋼控制在120℃以下,普通的低碳鋼控制在300~350℃以下。
(10)焊接91材質的預熱溫度多少度擴展閱讀:
焊接的方法:
1、焊接技術主要應用在金屬母材上,常用的有電弧焊,氬弧焊,CO2保護焊,氧氣-乙炔焊,激光焊接,電渣壓力焊等多種,塑料等非金屬材料亦可進行焊接。金屬焊接方法有40種以上,主要分為熔焊、壓焊和釺焊三大類。
2、熔焊是在焊接過程中將工件介面加熱至熔化狀態,不加壓力完成焊接的方法。熔焊時,熱源將待焊兩工件介面處迅速加熱熔化,形成熔池。熔池隨熱源向前移動,冷卻後形成連續焊縫而將兩工件連接成為一體。
3、壓焊是在加壓條件下,使兩工件在固態下實現原子間結合,又稱固態焊接。常用的壓焊工藝是電阻對焊,當電流通過兩工件的連接端時,該處因電阻很大而溫度上升,當加熱至塑性狀態時,在軸向壓力作用下連接成為一體。
4、釺焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釺料,將工件和釺料加熱到高於釺料熔點、低於工件熔點的溫度,利用液態釺料潤濕工件,填充介面間隙並與工件實現原子間的相互擴散,從而實現焊接的方法。
5、焊接時形成的連接兩個被連接體的接縫稱為焊縫。焊縫的兩側在焊接時會受到焊接熱作用,而發生組織和性能變化,這一區域被稱為熱影響區。焊接時因工件材料焊接材料、焊接電流等不同,焊後在焊縫和熱影響區可能產生過熱、脆化、淬硬或軟化現象,也使焊件性能下降,惡化焊接性。這就需要調整焊接條件,焊前對焊件介面處預熱、焊時保溫和焊後熱處理可以改善焊件的焊接質量
參考資料來源:網路-焊接