山东鲁能电力焊培训中心 (250000) 王志红 赵进忠 杨永梅 韩军
摘要:本文对SA-213-T91钢管的焊接工艺特点、预热、焊接及焊后热处理等工艺规范进行了探讨，并对焊接接头进行了各项性能试验，取得了良好的效果。该工艺应用于山东鲁能电力焊接培训中，为各电厂、电建单位输送了大批合格焊工，取得圆满成功。
随着电力工业发展的高参数、大容量、高效率、低污染，国内新建火电厂及设备检修更换构件中已广泛采用SA-213-T91钢，但在焊接试验研究及施工生产中还存在一些亟待解决的问题。为了更好的使用该钢种，我们对SA-213-T91钢进行了焊接工艺试验。
一、SA-213-T91钢的特点
SA-213-T91钢是一种改良型的9Cr-1Mo钢，是在原9Cr-1Mo马氏体钢基础上，降低含碳量，添加微量V、No等合金元素，控制N、 Al含量得到的。其化学成分和常温力学性能分别如表1、表2所示。
由表1可以看出T91钢的化学成分限制是十分严格的。
二、SA-213-T91钢焊接性分析
SA-213-T91钢合金元素含量较高（总量约为10％），并有一定的空淬硬化裂纹倾向及焊缝脆化，因此需要焊前预热。保持一定层间温度及焊后进行热处理，焊接工艺参数宜采用小热输入量施焊，方能保证其焊接接头质量。
鉴于上述的焊接性分析，此钢种在焊接时必须采取行之有效的焊接工艺措施，并严格执行热处理工艺规范。
三、SA-213-T91钢焊接工艺试验
1 试验条件
（1）钢材 T91钢，￠63.5mm/4.5mm
（2）焊接方法 采用手工钨极氩弧焊，氩气流量8－10L/min(背面充氩6－15L/min)
（3）环境温度 20－30℃，湿度<60％。
（4）焊接位置 水平固定（5G），垂直固定（2G）。
（5）热处理设备 LWK－12×（0－220）－B。
（6）焊接设备 ZX7-315STG。
（7）焊接材料 焊丝：TGS-9cb,￠2.4mm，化学成分见表3。
2 焊接工艺规范
（1）焊前坡口制备（其形状尺寸见图1）。
（2）焊前清理 彻底清除坡口内外母材表面两侧10mm范围内及焊丝表面的油污、铁锈、水分等，直至露出金属光泽。
（3）对口点固焊 将焊丝熔化金属直接点固在对口的根部，对口错边不超过1.0mm；点固焊前用火焰加热点固焊区到150℃；点固焊及正常施焊过程中不得在管子表面试电流，乱引弧。
（4）焊前预热 焊前采用电阻加热坡口两侧150mm左右，预热温度为150℃。层间温度保持在200－300℃左右。
（5）焊前规范参数见表4。
（6）焊后采用高温回火热处理方法。
温度：760±10℃；恒温时间：0.5h；
升温速度：280℃/h；降温速度：213℃/h；
热处理曲线图见图2（300℃以下可不控制）。
四、焊后检测
（1）外观检查（见表5）。
（2）无损探伤（见表6）。
（3）断口检查（见表7）。
（4）常温力学性能（见表8、表9）。
（5）微观金相组织 焊缝、热影响区金相组织为回火索氏体，组织合格。
五、焊接操作工艺要领
图3为施焊图，分为对口定位焊、根层打底施焊1、中间填充层施焊2和盖面层施焊3。
（1）对口定位焊 采用高频引弧法引燃电弧，将坡口两侧钝边熔化后加丝焊接。注意观察坡口两侧的熔合情况，必须使熔敷金属与母材充分熔合。
（2）根层打底施焊 采用内填丝法焊接，焊枪呈锯齿形摆动，在两侧适当停留，填丝动作要稳。
（3）中间填充层施焊 采用连续送丝法，焊枪做锯齿形摆动，焊丝要始终处在氩气保护区内，焊接速度尽量加快，避免焊缝表面氧化。
（4）盖面层施焊 采用连续送丝法，焊枪做锯齿形摆动，焊丝要始终在熔池中间并处在氩气保护区内，焊接速度尽量加快，避免焊缝表面氧化。
六、结语
（1）运用合适的工艺规范焊接，T91钢的焊接接头力学性能指标完全可以满足要求。
（2）所提供的焊接、加热工艺规范参数，适当焊工的培训，也适合工程现场焊接施工。
（3）对今后这方面的焊接工作具有重要的指导性意义。
摘自 《机械工人》2003 2
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