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什么是T91合金 如何焊接
【 编辑:联顺精细管件】【 来源:http://www.dgbuxiugangguan.com】【 点击:316 】【 发布于:2017-4-24 】
改良型9Cr-1Mo钢,即T91/P91钢,这类钢是20世纪70年代至80年代,美国在早期的9Cr-1Mo钢基础上研究成功的。90年代中期出现在国内安装的进口机组中,现在已经在我国的大型电站锅炉上较普遍采用。这类钢可以说是热强钢的第三代产品,其主要特点是降低了含碳量,同样是多元复合强化,但各合金元素含量控制极严格,从而改善了钢的塑韧性和焊接性,提高了钢的高温稳定性,其600℃时的持久强度比F11和F12提高了近70%。


在电力行业焊接此类钢的过程中,通过接触国外更高层次的技术资料和几十年的焊接,使焊接人员观念发生了重要转变,即:焊接工艺与操作工艺不是一回事,在此类钢的焊接中,焊工操作工艺的重要性已经退居其次;使用的焊接工艺必须经过评定,评定的依据不再是一系列常温力学性能,而把重点放在验证焊接接头能否获得预期的塑韧性和金相组织;焊接此类钢应该在焊接工艺的全过程严格受控。此类钢对焊接工艺的严谨性要求与早期的9Cr-1Mo钢相比更高,焊接热输入量要求更严格,焊后热处理的温度和保温时间对焊接接头的韧性有很大影响,必须给予足够重视。

T91钢是美国国立像树岭实验室和美国燃烧工程公司冶金材料实验室合作研制的新型马氏体耐热钢。它是在9Cr1MoV钢的基础上降低含碳量,严格限制硫、磷的含量,添加少量的钒、铌元素进行合金化。与T91钢对应的德国钢号为X10CrMoVNNb91,日本钢号为HCM95,法国则为TUZ10CDVNb0901。

1 T91/P91钢的焊接性能分析 
1.1 T91/P91钢的组织为马氏体,供货状态一般为正火+回火,属于高合金钢,焊接性较差,易出现冷裂纹、焊接接头脆化、HAZ区软化等问题,必须严格按照工艺规程,方可获得满意的焊接接头。

1.2 应该严格控制焊接和热处理温度,采用较小的参数焊接是应该注意的重点。

1.3 热处理理想保温时间适当延长,有利于焊接接头常温冲击韧度的提高。

1.4 由于不同国家的牌号的差异,因此,在TIG焊中,美国对应的焊材牌号为ER90S-B9,英国对应的牌号为Babcock Bw41b、9CrMoV-N,德国对应的牌号为C9MV-1G,日本对应的牌号为TGS-9cb。在SMAW焊条方面,这些国家有分别对应的牌号为E9015-B9,ECrMoV91 BabcockM,FoxC9MV,CM-9cb。

2 焊前准备
2.1焊接设备选用带衰减的逆变式直流弧焊机

2.2焊丝去除表面的油、垢及锈等污物,露出金属光泽焊条进过350℃烘熔1.5-2h,置于80-100℃保温筒内,随用随取。

2.3坡口制备关键注意两点
一是氢弧焊填充时预热温度取160-180℃,温度过高不利于焊工操作,易产生缺陷,还会加重根部氧化。
二是电弧填充时,道间温度控制在280-320℃之间,因为第一,从工艺上讲,为防止产生热裂纹和减少区的粗晶脆化,需选择小参数,以减少高温停留时间,但采用小参数,焊缝冷却速度快,容易产生淬硬组织而导致冷裂纹、这是个矛盾。T91/P91钢的MS点转变温度大约在380℃左右,预热温度选在280-320℃,即MS点温度附近,既能保证高温停留时间短,又能使马氏体转变时冷速缓慢,并形成自回火马氏体,解决了既要采用小参数,又不能让焊接冷速太快的矛盾。第二,从手工操作上讲,该种钢的焊条在300℃左右的预热温度下,有最佳操作性能,熔滴过渡及铁水流动性和飞溅都明显改变。

3 TIG打底焊 
为防止T91/P91钢焊缝根部氧化 ,焊前在毛细管内冲氩保护。冲氩保护范围以坡口轴向中心为基础,各侧各250-300mm处贴上两层可溶纸(可用报纸代替)。用浆糊粘住,做成密封气室。利用细钢管把头敲扁插入焊缝内(有探伤孔控的管道可从探伤孔充氩),大管流量为20-30L/min,小管流量一般为10-15L/min,冲氩时,当感觉氩气从焊缝间隙轻微返出时(也可用打火机是否熄灭来判断)。用石棉条将焊口间隙堵住,此时将氩气流量减少1/3,流量过大会产生内凹的缺陷,焊一段石棉条拨开一段。

采用两层TIG打底,通过减少热输入,可有效地降低根部焊缝氧化程度,保证打底质量。

操作上应该特别注意収弧质量,收弧时先将焊接电流衰减下来,填满弧坑后移向坡口边沿收弧,以防产生弧坑裂纹。

4 SMAW填充盖面
SMAW焊应注意道间温度的控制,采用小参数、多层多道焊。注意焊条的摆动,焊层厚度以等于焊条直径为宜,焊道速度以焊条直径的3倍为宜。严格控制焊接热输入,中间填充宜采用Φ3.2mm的焊条,最后两层使用Φ4.0mm的焊条。因为焊接热输入对焊缝冲击韧度有很大的影响,切忌使用大参数。每根焊条收弧都用衰减电流,待熔地填满后再收弧,以防产生弧坑裂纹。用角磨机或钢丝刷彻底清理道间焊渣及飞溅,特别是焊缝接头处和坡口边缘处。清理时不可用榔头、錾子过重敲击焊缝。
焊后进行相应的热处理。
 
 

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