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。焊絲和焊條的化學(xué)成分及力學(xué)性能見(jiàn)表1。表1 焊接材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能型號(hào) C Mn Si Cr Ni Mo S P δb/Mpa δ,％ ；ER80S-B2L≤0.05 0.70.41.2 ＜0.20.5 ≤0.025 ≤0.025 ≤500 25 ；E8018-B2 0.070.7 0.3 1.1 0.5 ≤0.04 ≤0.03 550 19 ；E309Mo-16≤0.12 0.5～2.5 0.9 22.0～25.0 12.0～14.0 2.0～3.0≤0.025≤0.035 550 25 ；焊前準(zhǔn)備試件采用15CrMo鋼管,規(guī)格為φ325×25，坡口型式及尺寸見(jiàn)圖1。焊前用角向磨光機(jī)將坡口內(nèi)外及坡口邊緣50mm范圍內(nèi)打磨至露出金屬光澤，然后用丙酮清洗干凈。試件為水平固定位置，對(duì)口間隙為4mm，采用手工鎢極氬弧焊沿園周均勻點(diǎn)焊六處，每處點(diǎn)固長(zhǎng)度應(yīng)不小于20mm。焊條按表2的規(guī)范進(jìn)行烘烤。焊條烘烤規(guī)范焊條型號(hào) 烘烤溫度 保溫時(shí)間E8018-B2 300 ℃ 2hE309Mo-16 150 ℃ 1.5h 圓鋼

中碳調(diào)質(zhì)鋼，冷鐓模具鋼。該鋼價(jià)格適中，加工容易，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、河北唐山當(dāng)?shù)厮苄院湍湍バ?。正火可促進(jìn)組織細(xì)化，接近平衡狀態(tài)，可改進(jìn)毛坯的切削性能。在溫度550~570℃進(jìn)行回火，該鋼具有佳的綜合力學(xué)性能。該鋼的淬透性高于45鋼，適合于高頻淬火，火焰淬火等表面硬化處理等。這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后用于制造承受中等負(fù)荷及中等速度工作的機(jī)械零件，如汽車(chē)的轉(zhuǎn)向節(jié)、河北唐山當(dāng)?shù)睾蟀胼S以及機(jī)床上的齒輪、河北唐山當(dāng)?shù)剌S、河北唐山當(dāng)?shù)匚仐U、河北唐山當(dāng)?shù)鼗ㄦI軸、河北唐山當(dāng)?shù)? 套等；經(jīng)淬火及中溫回火后用于制造承受高負(fù)荷、河北唐山當(dāng)?shù)貨_擊及中等速度工作的零件，如齒輪、河北唐山當(dāng)?shù)刂鬏S、河北唐山當(dāng)?shù)赜捅棉D(zhuǎn)子、河北唐山當(dāng)?shù)鼗瑝K、河北唐山當(dāng)?shù)靥篆h(huán)等；經(jīng)淬火及低溫回火后用于制造承受重負(fù)荷、河北唐山當(dāng)?shù)氐蜎_擊及具有耐磨性、河北唐山當(dāng)?shù)亟孛嫔蠈?shí)體厚度在25mm以下的零件，如蝸桿、河北唐山當(dāng)?shù)刂鬏S、河北唐山當(dāng)?shù)剌S、河北唐山當(dāng)?shù)靥篆h(huán)等；經(jīng)調(diào)質(zhì)并高頻表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而無(wú)很大沖擊的零件，如齒輪、河北唐山當(dāng)?shù)靥淄?、河北唐山?dāng)?shù)剌S、河北唐山當(dāng)?shù)刂鬏S、河北唐山當(dāng)?shù)厍S、河北唐山當(dāng)?shù)匦妮S、河北唐山當(dāng)?shù)劁N(xiāo)子、河北唐山當(dāng)?shù)剡B桿、河北唐山當(dāng)?shù)?螺釘、河北唐山當(dāng)?shù)芈菝?、河北唐山?dāng)?shù)剡M(jìn)氣閥等。此外，這種鋼又適于制造進(jìn)行碳氮共滲處理的各種傳動(dòng)零件，如直徑較大和低溫韌性好的齒輪和軸。圓鋼

從拉伸試驗(yàn)結(jié)果可知，兩種方案的拉伸試樣全部斷在母材，說(shuō)明焊縫的抗拉強(qiáng)度高于母材；彎曲試驗(yàn)全部合格，說(shuō)明焊縫的塑性較好。根據(jù)表5中的沖擊韌性試驗(yàn)結(jié)果可知，方案Ⅰ的沖擊韌性明顯高于方案Ⅱ，證明方案Ⅰ的焊后熱處理規(guī)范比較理想，高溫回火不僅達(dá)到了改善接頭組織和性能目的，而且使韌性與強(qiáng)度配合適當(dāng)。從室溫機(jī)械性能結(jié)果可知，所的兩種焊接工藝方案均可用于現(xiàn)場(chǎng)施工。方案Ⅰ采用了與母材成分接近的焊條，焊縫性能同母材匹配，焊縫應(yīng)具有較高的熱強(qiáng)性，焊縫在高溫下長(zhǎng)期使用不易破壞。難點(diǎn)是焊后熱處理規(guī)范較為嚴(yán)格，回火溫度和保溫時(shí)間及加熱和冷卻速度控制不當(dāng)反而會(huì)引起焊縫性能下降。方案Ⅱ采用了奧氏體不銹鋼焊條施焊，雖然可以省去焊后熱處理，但由于焊縫與母材膨脹系數(shù)不同，長(zhǎng)期高溫工作時(shí)可發(fā)生碳的擴(kuò)散遷移現(xiàn)象，容易導(dǎo)致焊縫在熔合區(qū)發(fā)生破壞。因此，從使用可靠性考慮，現(xiàn)場(chǎng)采用方案Ⅰ施焊更為穩(wěn)妥。4 結(jié)論15CrMo鋼厚壁高壓管的焊接采用兩種焊接方案均為可行。為了保證焊縫性能同母材匹配且具有較高的熱強(qiáng)性，采用方案Ⅰ效果更佳，關(guān)鍵是要嚴(yán)格控制焊后熱處理工藝。方案Ⅱ雖可省去焊后熱處理，但焊縫在高溫下發(fā)生碳的遷移擴(kuò)散而導(dǎo)致焊縫破壞的可能性不容忽視，因此，只有在焊后無(wú)法進(jìn)行熱處理時(shí)才慎重采用。圓鋼