本發(fā)明屬于焊接工藝技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種15CrMo耐熱合金鋼的焊接工藝。

背景技術(shù)：

15CrMo鋼是世界各國廣泛應(yīng)用的珠光體型耐熱鋼，具有較好的力學(xué)性能，是適用于動力裝備、石化等行業(yè)在高溫高壓條件下工作的重要設(shè)備的原材料。15CrMo的化學(xué)成分為：C：0.16％；Si：0.27％；Mn：0.55％；Cr：0.95％；Mo：0.50％；S≤0.40％；P≤0.035％。其碳當(dāng)量(按國際焊接協(xié)會11W推薦的公式計算)Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15＝0.545％。

在對鋼材進(jìn)行焊接時，當(dāng)鋼材中的碳當(dāng)量Ceq>0.4％時，焊接接頭淬硬傾向大，容易出現(xiàn)冷裂紋，最后導(dǎo)致焊縫失效，而15CrMo鋼的碳當(dāng)量Ceq值已達(dá)0.545％，故15CrMo鋼的淬硬傾向大，焊接性差?，F(xiàn)有技術(shù)中，在對15CrMo鋼進(jìn)行焊接時，焊接材料很難選擇，合理的焊接工藝控制困難，焊接過程中容易出現(xiàn)焊縫裂紋和夾渣等缺陷，工件的一次性焊接合格率只有40％?，F(xiàn)有技術(shù)中對15CrMo鋼進(jìn)行焊接時，往往采用ER55-B2焊絲，TIG打底，E309Mo-16焊條填充蓋面，焊后不需要熱處理，但是在對該焊接工藝進(jìn)行評定時發(fā)現(xiàn)，該焊接工藝雖然省去了焊后熱處理，但是由于焊縫與母材的熱膨脹系數(shù)不同，工件在長期高溫環(huán)境下，焊縫中會發(fā)生碳的擴(kuò)散遷移現(xiàn)象，導(dǎo)致焊縫在熔合區(qū)容易發(fā)生破壞。由于焊接效果很差，極大地限制了15CrMo鋼的應(yīng)用范圍，所以急需一種合理高效的焊接工藝，用于提高15CrMo鋼焊接的一次性合格率。

中國發(fā)明專利，公開號：CN105750698A，公開日：2016年7月13日，公開了一種15CrMo的焊接工藝，包括如下工序：1)焊接材料的選??；方案I：焊接預(yù)熱，采用ER80S-B2L焊絲，TIG焊打底，E8018-B2焊條，焊條電弧焊蓋面，焊后進(jìn)行局部熱處理；方案II：采用ER80S-B2L焊絲，TIG焊打底，E309Mo-16焊條，焊條填充電弧焊蓋面，焊后不進(jìn)行熱處理。2)焊前準(zhǔn)備：用角磨光機對坡口進(jìn)行打磨；將工件水平固定，保證對口間隙為4mm，采用手工鎢極氬弧焊對工件進(jìn)行電焊；對焊條進(jìn)行烘烤；工件預(yù)熱150℃～200℃；3)焊接：焊道背面充氬，小電流，短電弧，焊接過程擺動要利用鋸齒形擺動方式，層間溫度盡量低，焊縫顏色以白黃為標(biāo)準(zhǔn)，氬弧焊焊槍角度與前進(jìn)方向成90度及以下角度，對口間隙控制在2mm左右；4)焊后熱處理溫度為640℃～670℃。該發(fā)明中采用ER80S-B2L焊絲，TIG焊打底，E8018-B2焊條，焊條電弧焊蓋面，會導(dǎo)致焊縫出現(xiàn)再熱裂紋，焊接的不合格率高；該發(fā)明中采用火焰切割的方式對15CrMo鋼板開V型坡口，對母材損傷大，焊接前不能保證焊接母材的裂紋缺陷，這會導(dǎo)致焊接完成后，母材中的裂紋會擴(kuò)散到焊縫中破壞焊縫，使焊接失效；該發(fā)明采用焊槍中性火焰對坡口中心兩側(cè)不小于壁厚的5倍距離進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的溫度控制不精確，很難保證預(yù)熱的效果。

中國發(fā)明專利，公開號：CN105033415A，公開日：2015年11月11日，公開了一種15CrMo鋼的焊接工藝，包括如下工序：(1)焊前準(zhǔn)備：第一，焊接方式以及焊接材料的選擇：選擇鎢極氬弧焊進(jìn)行打底層焊接，打底層焊接材料為H08CrMoA焊絲，焊材規(guī)格為選擇焊條電弧焊進(jìn)行填充層焊接，填充層焊接材料為E5515-B2L焊條；焊材規(guī)格為選擇焊條電弧焊進(jìn)行蓋面層焊接，蓋面層焊接材料為E5515-B2L焊條，焊材規(guī)格為第二，采用火焰切割的方式對15CrMo鋼板開V型坡口，對口間隙為3mm，鈍邊量1mm，單邊30°，切割后磨除淬硬層；第三，將焊條在350-400℃下保溫1-2小時，然后放入100-150℃的保溫筒內(nèi)，隨用隨?。粚⒑附z在30℃下保溫2小時；第四，采用焊槍中性火焰對坡口中心兩側(cè)不小于壁厚的5倍，且不小于100mm范國進(jìn)行預(yù)熱，對預(yù)熱區(qū)以外100mm范圍進(jìn)行保溫；(2)焊接：第一，打底層焊接，采用鎢極氬弧焊以9-11cm/min的速度進(jìn)行焊接，焊接電流110A，焊接電壓12V焊機采用直流正接；第二，填充層焊接，用焊條電弧焊以8-10cm/min的速度進(jìn)行焊接，焊接電流110-120A，焊接電圧22-24V，焊機采用直流反接；第三，蓋面層焊接，采用焊條電弧焊以8-10cm/min的速度進(jìn)行焊接，焊接電流160-180A，焊接電圧25-27V；(3)焊后熱處理：采用200℃/h的速度對焊縫進(jìn)行升溫，升溫到690℃后保溫1.2-1.5小時，然后以100℃/h的速度進(jìn)行降溫，降到300℃后空冷。該發(fā)明中采用火焰切割的方式對15CrMo鋼板開V型坡口，對母材損傷大，而且該發(fā)明采用焊槍中性火焰對坡口中心兩側(cè)不小于壁厚的5倍距離進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的溫度控制不精確，很難保證預(yù)熱的效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

1、要解決的問題

針對現(xiàn)有技術(shù)中對15CrMo耐熱合金鋼在焊接時，焊縫存在缺陷，一次性焊接合格率較低的問題，本發(fā)明提供一種15CrMo耐熱合金鋼的焊接工藝。它可以防止15CrMo耐熱合金鋼焊接過程中冷裂紋的產(chǎn)生，控制焊縫及焊接熱影響區(qū)硬度，提高焊接質(zhì)量，保證15CrMo合金鋼材料一次性焊接成功。

2、技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種15CrMo耐熱合金鋼的焊接工藝，其步驟為：

第一步，焊前準(zhǔn)備，準(zhǔn)備內(nèi)容包括：

(1)確認(rèn)焊接環(huán)境：空氣濕度不大于80％，環(huán)境風(fēng)速不大于2m/s。為保證焊接質(zhì)量，在焊接之前，要提供一個良好的焊接環(huán)境。

(2)選擇焊條材料：選取焊絲H08CrMoA用于打底，選取焊條R307用于填充和蓋面。為了保證焊縫質(zhì)量，選用化學(xué)成分與15CrMo耐熱合金鋼相似的焊絲H08CrMoA和焊條R307。

(3)焊條焊前處理：對焊條進(jìn)行烘烤，烘烤之后，進(jìn)行保溫，以備使用。將焊條放入保溫裝置內(nèi)進(jìn)行保溫以備焊接時使用。

(4)工件焊前準(zhǔn)備：用機械方式對工件進(jìn)行坡口加工，加工完畢之后，對坡口及母材進(jìn)行裂紋檢測，無裂紋方可進(jìn)行下一步。避免焊接完成后母材中的裂紋發(fā)展到焊縫中，使焊縫失效。

(5)工件組對保持自然狀態(tài)。為了避免工件在焊接之前內(nèi)部存在預(yù)應(yīng)力，工件在焊接之前需要保持自然狀態(tài)，不能使用外力將工件強行組合在一起。

(6)對工件進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度150℃-180℃。預(yù)熱可以避免焊接裂紋的產(chǎn)生。第二步，焊接：將預(yù)熱的工件處于自由狀態(tài)下，使用保溫的焊條施焊，焊接第一層采用H08CrMoA焊絲氬弧焊打底，第二、三層采用R307焊條填充和蓋面，施工過程需要保證連續(xù)焊接，每焊接完一層用砂輪機打磨清根，防止焊縫之間留有焊渣。

第三步，焊后熱處理：焊接完畢后，立即進(jìn)行熱處理，提高焊縫的綜合機械性能。

第四步，焊后質(zhì)量檢測，主要包括：

(1)硬度檢測：熱處理完畢之后，對焊縫進(jìn)行硬度檢測。為了確保熱處理之后，焊縫與母材之間的內(nèi)應(yīng)力過大，在熱處理之后對焊接處的硬度進(jìn)行檢測。

(2)無損檢測：焊接完畢24小時后對焊縫進(jìn)行無損檢測，確保焊縫內(nèi)不存在焊接缺陷，保證焊縫達(dá)到指定要求。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第三步中，焊后熱處理過程為：對焊縫進(jìn)行加熱，升溫速度為200±20℃/h，升溫至715±10℃后開始保溫，保溫時間不少于1.5h，然后進(jìn)行降溫，降溫速度為100±10℃/h，降溫至300℃后自然冷卻。

為了避免焊縫表里溫度差過大，組織內(nèi)部應(yīng)力過大，控制升溫速度為200±20℃/h，將焊縫加熱到715±10℃，焊縫中的組織轉(zhuǎn)換為奧氏體。然后控制保溫時間不少于1.5h，保證焊縫中的金相組織完全轉(zhuǎn)換為奧氏體。然后控制降溫速度為100±10℃/h，使焊縫組織中的奧氏體轉(zhuǎn)化為珠光體，珠光體中的滲碳體量比鐵素體量少得多，所以焊縫的強度和韌性都很好。焊縫溫度下降至300℃，焊縫組織中的珠光體轉(zhuǎn)化完成之后，再進(jìn)行空冷。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第一步(3)中焊條焊前處理時，焊條烘烤溫度為350℃-360℃，烘烤時間1.5～1.8h。為了確保焊條中的水分得到完全清除，控制烘烤溫度為350℃-360℃，為了保證工作效率，烘烤時間控制在1.5～1.8h。焊條冷卻后需重新烘烤，烘烤次數(shù)不超過兩次?？紤]到焊條冷卻過程中，會再次吸收空氣中的水分，當(dāng)焊條冷卻后，需要再次對焊條進(jìn)行烘烤，為了避免焊條藥皮脫落，對焊條進(jìn)行烘烤的次數(shù)不得超過兩次。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第一步(4)中工件焊前準(zhǔn)備時，對工件坡口進(jìn)行裂紋檢測的方式為磁粉探傷。采用磁粉探傷，操作人員可以快速的發(fā)現(xiàn)工件坡口處的裂紋缺陷，磁粉可以直觀的顯示出裂紋的形狀、大小和位置，磁粉檢測的靈敏度很高，可以檢測發(fā)紋這樣細(xì)小的缺陷，確保焊縫質(zhì)量。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第一步(6)中，采用履帶式加熱片對工件進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱過程中采用紅外測溫儀進(jìn)行控制，施焊前，用測溫槍進(jìn)行再次測量，確保預(yù)熱溫度達(dá)到150℃-180℃。操作人員利用履帶式加熱片可以快速便捷的對工件進(jìn)行加熱，同時利用響應(yīng)快、操作簡單的紅外測溫儀監(jiān)控工件的實時溫度，保證預(yù)熱達(dá)到要求。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，對工件進(jìn)行預(yù)熱的寬度不小于工件壁厚的5倍，預(yù)熱寬度至少100mm。為保證焊接時，焊縫與附近母材的溫度差較小，在焊縫附近對母材進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱的范圍與焊接母材的壁厚有關(guān)，為了加熱方便，預(yù)熱范圍至少為100mm。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第二步中焊接完畢之后，焊縫表面立即覆蓋保溫材料進(jìn)行緩冷。為了避免焊接完之后，焊縫冷卻速度過快，導(dǎo)致焊縫內(nèi)部應(yīng)力過大，焊縫內(nèi)部出現(xiàn)裂紋缺陷，在焊接完畢之后，立即用保溫棉對焊縫進(jìn)行保溫，使焊縫冷卻緩慢。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，焊接過程連續(xù)，如有中斷，需要對工件重新進(jìn)行預(yù)熱。為了保證焊縫層與層之間的融合性，在焊接過程中時，層與層之間的溫度差不能過大，所以焊接要連續(xù)完成，特殊情況下，焊接過程被迫中斷時，繼續(xù)焊接之前，需要對焊接處進(jìn)行重新預(yù)熱處理。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，焊后熱處理采用履帶式加熱片進(jìn)行，外部保溫層，溫度控制采用自動控制儀控制。焊接完成之后，操作人員將履帶式加熱片覆蓋到焊接處，再在履帶式加熱片的外層覆蓋上保溫材料，以方便對焊縫進(jìn)行焊后熱處理。熱處理過程中，采用自動控制儀控制加熱的升溫速度、保溫溫度、保溫時間和降溫速度。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第四步的硬度檢測中，要求焊縫硬度不大于母材硬度的125％，熱影響區(qū)的硬度不大于母材硬度。為了檢測焊縫的韌性和綜合機械性能，防止焊縫內(nèi)部應(yīng)力過大，出現(xiàn)脆化和斷裂的問題，在檢測焊縫硬度時，要求焊縫硬度不得大于母材硬度的125％，熱影響區(qū)的硬度不大于母材硬度。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第四步的無損檢測中，采用100％射線檢測，要求焊縫等級達(dá)到I級。檢測要求焊縫達(dá)到I級質(zhì)量，即要求焊縫內(nèi)不允許存在任何裂紋、未熔合、未焊透以及條狀夾渣，焊縫內(nèi)部允許有一定數(shù)量和一定尺寸的圓形缺陷存在。

射線檢測焊縫缺陷，射線對體積狀缺陷敏感，對缺陷形成的影像平面分布真實、尺寸測量精確，對工件進(jìn)行無損探傷的靈敏度較高；射線實時成像直觀，成像的照相底片可以長時間的保存；而且射線檢測對工件表面光潔度沒有嚴(yán)格要求，材料晶粒度對檢測結(jié)果影響不大，所以射線檢測適用于15CrMo耐熱合金鋼內(nèi)部缺陷檢測。通過射線檢測可以得到受檢工件材質(zhì)內(nèi)部缺陷生成的直觀圖像，操作人員根據(jù)檢測的圖像，可以對焊縫內(nèi)部缺陷做出準(zhǔn)確的定性定量測量。

3、有益效果

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明的一種15CrMo耐熱合金鋼的焊接工藝，在焊接前做好充足準(zhǔn)備：保證焊接環(huán)境中的濕度和風(fēng)速達(dá)到指定要求，選擇合適的焊條，并對焊條進(jìn)行烘烤處理，對工件進(jìn)行坡口加工并檢測裂紋缺陷，焊接前準(zhǔn)備充分，為后續(xù)焊接節(jié)約了大量的時間，同時也為后續(xù)焊接質(zhì)量提供了可靠地保障，焊接后及時對焊縫進(jìn)行熱處理，確保焊縫與母材之間的融合性能，確保焊縫的綜合機械性能，最后操作人員還對焊縫進(jìn)行質(zhì)量檢測，保證每一處的焊縫都達(dá)到焊接要求，通過該工藝，在對15CrMo耐熱合金鋼焊接時，一次性合格率可以達(dá)到98％；

(2)本發(fā)明的一種15CrMo耐熱合金鋼的焊接工藝中，對焊條烘烤溫度達(dá)到350℃-360℃，烘烤時間1.5～1.8h，使得焊條中的水分得到充分烘干，保證后續(xù)焊接過程中的焊縫質(zhì)量；由于焊條在冷卻后會再次吸收空氣中的水分，在焊條冷卻后再次對焊條進(jìn)行烘烤，進(jìn)一步保證后續(xù)焊接過程中焊條的可靠質(zhì)量；焊條烘烤不超過兩次，保證了焊條藥皮的穩(wěn)定性；

(3本發(fā)明的一種15CrMo耐熱合金鋼的焊接工藝，采用機械方式對工件進(jìn)行坡口加工，避免火焰切割時，火焰加熱對母材內(nèi)部造成應(yīng)力缺陷，坡口加工完之后，采用磁粉對坡口進(jìn)行裂紋檢測，可以直觀的發(fā)現(xiàn)工件坡口處的細(xì)小裂紋缺陷，避免為后續(xù)焊接帶來焊接缺陷；

(4)本發(fā)明的一種15CrMo耐熱合金鋼的焊接工藝，采用履帶式加熱片對工件進(jìn)行預(yù)熱，加熱穩(wěn)定可靠；本發(fā)明在預(yù)熱過程同時利用紅外測溫儀進(jìn)行溫度檢測，操作人員可以快速簡單的檢測工件的表面溫度，從而更好的控制預(yù)熱溫度；預(yù)熱的范圍根據(jù)工件的壁厚而定，既可以保證達(dá)到減小母材與焊縫之間的溫度差的目的，又不會對不必要的部位進(jìn)行預(yù)熱，造成資源的浪費；

(5)本發(fā)明的一種15CrMo耐熱合金鋼的焊接工藝，在焊接完畢后，立即在焊縫處覆蓋保溫材料，對焊縫進(jìn)行緩冷，從而避免焊縫冷卻過快，導(dǎo)致焊縫內(nèi)部應(yīng)力過大，出現(xiàn)裂紋缺陷；

(6)本發(fā)明的一種15CrMo耐熱合金鋼的焊接工藝，焊接過程連續(xù)，中斷后對工件進(jìn)行重新預(yù)熱，所以本發(fā)明中焊縫層與層之間溫度差較小，可以避免焊縫層與層之間的內(nèi)部應(yīng)力，進(jìn)一步避免焊縫內(nèi)部缺陷的產(chǎn)生；

(7)本發(fā)明的一種15CrMo耐熱合金鋼的焊接工藝，焊接最后對焊縫進(jìn)行硬度檢測，確保焊接處焊縫和熱影響區(qū)的硬度不會過大，從而保證焊接的質(zhì)量合格，確保焊縫具有較好的韌性和綜合機械性能；

(8)本發(fā)明的一種15CrMo耐熱合金鋼的焊接工藝，第四步的無損檢測中，采用100％射線檢測，要求焊縫等級達(dá)到I級。射線檢測焊縫缺陷，射線對體積狀缺陷敏感，對缺陷形成的影像平面分布真實、尺寸測量精確，對工件進(jìn)行無損探傷的靈敏度較高；射線實時成像直觀，成像的照相底片可以長時間的保存；而且射線檢測對工件表面光潔度沒有嚴(yán)格要求，材料晶粒度對檢測結(jié)果影響不大，所以射線檢測適用于15CrMo耐熱合金鋼內(nèi)部缺陷檢測。通過射線檢測可以得到受檢工件材質(zhì)內(nèi)部缺陷生成的直觀圖像，操作人員根據(jù)檢測的圖像，可以對焊縫內(nèi)部缺陷做出準(zhǔn)確的定性定量測量。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行描述。

實施例1

一種15CrMo耐熱合金鋼的焊接工藝，其步驟為：

第一步，焊前準(zhǔn)備，準(zhǔn)備內(nèi)容包括：

(1)確認(rèn)焊接環(huán)境：空氣濕度不大于80％，環(huán)境風(fēng)速不大于2m/s；

(2)選擇焊條材料：選取焊絲H08CrMoA用于打底，選取焊條R307用于填充和蓋面；

(3)焊條焊前處理：對焊條進(jìn)行烘烤，烘烤之后，進(jìn)行保溫，以備使用；

(4)工件焊前準(zhǔn)備：用機械方式對工件進(jìn)行坡口加工，加工完畢之后，對坡口及母材進(jìn)行裂紋檢測，無裂紋方可進(jìn)行下一步；

(5)工件組對保持自然狀態(tài)；

(6)對工件進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度150℃-180℃，在本實施例中可選擇為150℃、157℃、163℃、176℃或180℃等溫度數(shù)值。

為了避免水分中的氫元素隨著焊縫金屬的結(jié)晶、組織轉(zhuǎn)變而溶解擴(kuò)散到焊縫中，進(jìn)而影響焊接接頭的脆性，使焊接處產(chǎn)生裂紋，在焊接之前，需要確保環(huán)境中的濕度不能太大，對焊條進(jìn)行烘烤，除去焊條中的吸收的水分。

為了保證焊料與母材之間的融合性，選用與母材化學(xué)組分相似的焊絲H08CrMoA打底，選取焊條R307進(jìn)行填充和蓋面。

對工件而言，在焊接前采用機械式切坡口并對坡口進(jìn)行裂紋檢測，確保在焊接之前，工件內(nèi)部不會存在影響焊接性能的裂紋缺陷。在對工件進(jìn)行打坡口時，不得采用火焰切割的方式，因為火焰切割會對母材內(nèi)部的組織產(chǎn)生影響，會導(dǎo)致母材內(nèi)部存在焊接缺陷。為減少工件與焊縫之間的溫度差，避免焊接時焊料與母材之間產(chǎn)生應(yīng)力，焊接之前將工件自然放置，并對工件進(jìn)行預(yù)熱。

第二步，焊接：將預(yù)熱的工件處于自由狀態(tài)下，使用保溫的焊條施焊，焊接第一層采用H08CrMoA，焊絲氬弧焊打底；第二、三層采用R307，焊條填充和蓋面，施工過程連續(xù)焊接，每焊接完一層用砂輪機打磨清根。

焊接打底時，采用直流焊接機以反接的方式進(jìn)行焊接，控制焊接電流為70A-90A，在本實施例中可選擇為70A、80A、85A、75A或90A等電流數(shù)值；填充和蓋面時，采用直流焊接機以反接方式進(jìn)行焊接，由于焊條直徑較大，所以焊接電流控制在100A-120A，在本實施例中可選擇為100A、105A、110A、120A或111A等電流數(shù)值。為了避免焊縫之間留有焊渣，每焊接完一層用砂輪機對焊層進(jìn)行打磨清根。

第三步，焊后熱處理：焊接完畢后，立即進(jìn)行熱處理，焊接完畢之后，對焊縫及時做熱處理，降低焊縫中的內(nèi)應(yīng)力，使焊縫中的組織均勻細(xì)化，提高焊縫的綜合機械性能。

第四步，焊后質(zhì)量檢測，主要包括：

(1)硬度檢測：熱處理完畢之后，對焊縫進(jìn)行硬度檢測；

(2)無損檢測：焊接完畢24小時后對焊縫進(jìn)行無損檢測，確保焊縫內(nèi)部存在焊接缺陷，保證焊縫達(dá)到指定要求。

焊接完成之后，為確保焊接質(zhì)量合格，對焊接處進(jìn)行質(zhì)量檢測。對焊縫進(jìn)行硬度檢測，保證焊縫內(nèi)部不存在應(yīng)力，組織成分均勻細(xì)化；對焊縫進(jìn)行無損檢測，確保焊縫內(nèi)不存在焊接缺陷，保證焊縫達(dá)到指定要求。

實施例2

本實施例的一種15CrMo耐熱合金鋼材料的焊接工藝，與實施例1類似，不同之處在于，第三步中，焊后熱處理過程為：對焊縫進(jìn)行加熱，升溫速度為200±20℃/h，可以選擇該范圍內(nèi)的180℃、220℃、200℃等溫度值，升溫至715±10℃(可以選擇該范圍內(nèi)的705℃、725℃、715℃等溫度值)后開始保溫，保溫時間不少于1.5h(可以為1.5h，1.6h或2h等數(shù)值)，然后進(jìn)行降溫，降溫速度為100±10℃/h(可以選擇該范圍內(nèi)的90℃、100℃、110℃等溫度值)，降溫至300℃后自然冷卻。

本實施例中，為了避免焊縫表里溫度差過大，組織內(nèi)部應(yīng)力過大，控制升溫速度為200±20℃/h，將焊縫加熱到715±10℃，焊縫中的組織轉(zhuǎn)換為奧氏體。然后控制保溫時間不少于1.5h，保證焊縫中的金相組織完全轉(zhuǎn)換為奧氏體。然后控制降溫速度為100±10℃/h，使焊縫組織中的奧氏體轉(zhuǎn)化為珠光體，珠光體中的滲碳體量比鐵素體量少得多，所以焊縫的強度和韌性都很好。焊縫溫度下降至300℃，焊縫組織中的珠光體轉(zhuǎn)化完成之后，再進(jìn)行空冷。

實施例3

本實施例的一種15CrMo耐熱合金鋼材料的焊接工藝，與實施例2類似，不同之處在于，第一步(3)中焊條焊前處理時，焊條烘烤溫度為350℃-360℃，在本實施例中可選擇為350℃、352℃、355℃、357℃或360℃等溫度數(shù)值，烘烤時間1.5～1.8h，在本實施例中可選擇為1.5h、1.6h、1.7h或1.8h等時間數(shù)值，焊條冷卻后需重新烘烤，烘烤次數(shù)不超過兩次。

本實施例中烘烤焊條，使得焊條中的水分得到充分烘干，保證后續(xù)焊接過程中的焊縫質(zhì)量；由于焊條在冷卻后會再次吸收空氣中的水分，在焊條冷卻后再次對焊條進(jìn)行烘烤，進(jìn)一步保證后續(xù)焊接過程中焊條的可靠質(zhì)量；焊條烘烤不超過兩次，保證了焊條藥皮的穩(wěn)定性。

實施例4

本實施例的一種15CrMo耐熱合金鋼材料的焊接工藝，與實施例3類似，不同之處在于，第一步(4)中工件焊前準(zhǔn)備時，對工件坡口進(jìn)行裂紋檢測的方式為磁粉探傷，無裂紋方可進(jìn)行下一步。第一步(6)中，采用履帶式加熱片對工件進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱過程中采用紅外測溫儀進(jìn)行控制，施焊前，用測溫槍進(jìn)行再次測量，確保預(yù)熱溫度達(dá)到150℃-180℃，在本實施例中可選擇為150℃、155℃、160℃、171℃或180℃等溫度數(shù)值。對工件進(jìn)行預(yù)熱的寬度不小于工件壁厚的5倍，預(yù)熱寬度至少100mm，也可以為101mm、150mm或200mm等其他數(shù)值。

本實施例中，采用磁粉對坡口進(jìn)行裂紋檢測，可以直觀的發(fā)現(xiàn)工件坡口處的細(xì)小裂紋缺陷，避免為后續(xù)焊接帶來焊接缺陷。采用履帶式加熱片對工件進(jìn)行預(yù)熱，加熱穩(wěn)定可靠；在預(yù)熱過程同時利用紅外測溫儀進(jìn)行溫度檢測，操作人員可以快速簡單的檢測工件的表面溫度，從而更好的控制預(yù)熱溫度；預(yù)熱的范圍根據(jù)工件的壁厚而定，既可以保證達(dá)到減小母材與焊縫之間的溫度差的目的，又不會對不必要的部位進(jìn)行預(yù)熱，造成資源的浪費。

實施例5

本實施例的一種15CrMo耐熱合金鋼材料的焊接工藝，與實施例4類似，不同之處在于，第二步中焊接完畢之后立即在焊縫上覆蓋保溫材料進(jìn)行緩冷。焊接過程連續(xù)，如有中斷，需要對工件重新進(jìn)行預(yù)熱。

本實施例中，為了避免焊縫中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，在焊接完成之后，在焊縫上立即覆蓋保溫材料，用以降低焊縫的冷卻速度。另外，為了進(jìn)一步減少焊縫中的內(nèi)應(yīng)力，焊接過程連續(xù)焊接，如遇特殊情況中斷焊接，在繼續(xù)焊接之前，對工件進(jìn)行重新預(yù)熱。

實施例6

本實施例的一種15CrMo耐熱合金鋼材料的焊接工藝，與實施例5類似，不同之處在于，焊后熱處理采用履帶式加熱片進(jìn)行，外部保溫層，溫度控制采用自動控制儀控制。本實施例中，焊接完成之后，操作人員將履帶式加熱片覆蓋到焊接處，再在履帶式加熱片的外層覆蓋上保溫材料，以方便對焊縫進(jìn)行焊后熱處理。熱處理過程中，采用自動控制儀控制加熱的升溫速度、保溫溫度、保溫時間和降溫速度。

實施例7

本實施例的一種15CrMo耐熱合金鋼材料的焊接工藝，與實施例1-6任一技術(shù)方案類似，不同之處在于，第四步的硬度檢測中，要求焊縫硬度不大于母材硬度的125％，熱影響區(qū)的硬度不大于母材硬度。

本實施例中，為了檢測焊縫的韌性和綜合機械性能，防止焊縫內(nèi)部應(yīng)力過大，出現(xiàn)脆化和斷裂的問題，在檢測焊縫硬度時，要求焊縫硬度不得大于母材硬度的125％，熱影響區(qū)的硬度不大于母材硬度。

實施例8

本實施例的一種15CrMo耐熱合金鋼材料的焊接工藝，與實施例1-6任一技術(shù)方案類似，不同之處在于，第四步的無損檢測中，采用100％射線檢測，要求焊縫等級達(dá)到I級。

通過射線檢測可以得到受檢工件材質(zhì)內(nèi)部缺陷生成的直觀圖像，操作人員可以準(zhǔn)確地做出定性定量測量。檢測要求焊縫達(dá)到I級質(zhì)量，即要求焊縫內(nèi)不允許存在任何裂紋、未熔合、未焊透以及條狀夾渣，焊縫內(nèi)部允許有一定數(shù)量和一定尺寸的圓形缺陷存在。

射線檢測焊縫缺陷，射線檢測對體積狀缺陷敏感，對缺陷形成的影像平面分布真實、尺寸測量精確，對工件進(jìn)行無損探傷的靈敏度較高；射線實時成像直觀，成像的照相底片可以長時間的保存；而且射線檢測對工件表面光潔度沒有嚴(yán)格要求，材料晶粒度對檢測結(jié)果影響不大，所以射線檢測適用于15CrMo耐熱合金鋼內(nèi)部缺陷檢測。通過射線檢測可以得到受檢工件材質(zhì)內(nèi)部缺陷生成的直觀圖像，操作人員根據(jù)檢測的圖像，可以對焊縫內(nèi)部缺陷做出準(zhǔn)確的定性定量測量。

以上示意性的對本發(fā)明及其實施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。