15Mo3鋼焊接存在的問題及采取的工藝措施

    我公司研制的30～50萬kW燃煤電廠鍋爐給水泵用最小流量，材料為15Mo3耐熱鋼，組焊結構。15Mo3屬于珠光體耐熱鋼，其金相組織為珠光體 +鐵素體，在焊接過程中易產生冷、熱裂紋，而且熱影響區易脆化，因此對15Mo3材料焊接工藝的研究是制造最小流量控制閥門的關鍵。

    1、15Mo3材料焊接性能的分析

    15Mo3鋼的化學成分及機械性能見表 1， 其合金元素主要以固溶體和化合物兩種形式存在于鋼中。碳是碳化物的形式存在于鋼中，它可以提高強度及淬硬性。含碳量的高低，對可焊性 、 焊接熱裂紋的敏感性、熱影響區裂紋傾向等均 有明顯的影響。鉻在鋼中主要可提高鋼的抗氧化能力，還可提高鋼的耐腐蝕性，但由于碳元素與鉻的親和力較大，易形成鉻的碳化物，因而對抗氧化性極為不利。硅溶入鐵素體中起固溶強化作用，但它的有害作用是增加了回火脆性及晶粒長大傾向使焊接性能下降。

    在15Mo3鋼中除 C、Si、Cr元素外，還含有Mn Mo等合金元素。這些元素提高了鋼的機械性能、抗氧化性和熱強性能。但通過碳當量的分析，這些元素在不同程度上對焊接性能產生影響。15Mo3的碳當量可根據國際焊接學會推薦的碳當量經驗公式求出的。

    2 焊接 15Mo3的工藝措施

    15Mo3鋼由于在焊接過程中溫度分布不均，15Mo3鋼焊接存在的問題及采取的工藝措施造成了溫度應力和相變形成的組織應力。又由于焊后冷卻速度快，可能出現部分馬氏體組織而增加脆性 。這些都是產生冷、熱裂紋及熱 影響區脆化的主要原因。施焊時我們采取了以下工藝措施：

    (1)焊前退火處理 ，用以降低硬度 ，消除內 應力，減少裂紋傾向。

    (2)焊前預熱 ，可減小焊后的冷卻速度 ，改善接頭的剛性，增加近縫區的塑性，降低組織應力，減少焊接的可淬性，同時降低了氫在近縫區的含量，提高抗裂能力。預熱溫度、板厚與碳當量有直接聯系，碳當量越高、板越厚時 ，要求預熱溫度也越高。的壁厚，經過 小鐵研式抗裂性試驗，確定了預熱 溫度為 250~300~C。

    (3)焊后退火處理，減小焊后的冷卻速度，減少可淬性，消除焊接應力，降低氫的析集 作用，防止焊接裂紋。

    (4)防止過熱 ，可提高焊接接頭的塑性 ，提高焊縫的機械性能 采取減少線能量即小電流 焊接，短弧操作，焊后保溫緩冷，避免出現馬氏體。

    3 其他

    (1)焊接材料的選擇 ，應力求使焊縫材料的 化學成分與母材接近，以保證耐熱 、耐腐蝕等使用性能的要求。我們選用的熱 t07電焊 條是低 氫型焊條，其化學成分和機械性能 (表 3)與 15Mo3鋼接近，沖擊韌性和延伸率較高，抗裂性好，可以保證15Mo3錒的使用性能要求。

    (2)熱 J07焊條焊前必須進行 350"C烘干， 保溫 2小時，隨烘隨用。

    (3)清除坡口和兩側的水、油污、銹蝕及氧化皮等異物。

    (4)直流電源 ，焊條接正極經過工藝試驗和生產實踐對焊縫100射線探傷檢查，全部符合 GB3323～8．2的Ⅱ級標準，達到閥門設計的各項技術要求。最小流量控制閥已經部級鑒定合格。