耐熱鋼是指在高溫條件下同時具有熱穩定性和熱強度的鋼。熱穩定性是指鋼在高溫條件下維持化學穩定性（耐腐蝕、不氧化）的能力。熱強度是指鋼在高溫條件下具有足夠的強度。耐熱性主要由鉻、鉬、釩、鈦、鈮等合金元素保證。因此，焊接材料的選擇應根據母材的合金元素含量來決定。耐熱鋼廣泛用於石油、石化工業設備的建造。我們常接觸到的珠光體耐熱鋼大多合金含量較低，如15CrMo、1Cr5Mo等。
1 鉻鉬耐熱鋼的焊接性
鉻和鉬是珠光體耐熱鋼的主要合金元素，可顯著提高金屬的高溫強度和高溫抗氧化能力。然而，它們使金屬的焊接性能變差，並且在焊接和熱影響區具有淬火傾向。在空氣中冷卻後，容易產生硬而脆的馬氏體組織，不僅影響焊接接頭的機械性能，還會產生較大的內應力，產生冷裂傾向。
因此，耐熱鋼焊接時的主要問題是裂紋，而造成裂紋的三個因素是：組織、應力和焊接中的氫含量。因此，制定合理的焊接工藝尤其重要。
2 珠光體耐熱鋼焊接工藝
2.1 斜角
坡口通常採用火焰或等離子切割製程加工。如有必要，應預熱切割。拋光後應進行PT檢查，消除斜面裂痕。通常採用V形槽，槽角為60°。從防止裂縫的角度來看，較大的坡口角度是有利的，但增加了焊接量。同時對凹槽及內部兩側進行拋光，去除油污和鏽跡。以及水分和其他污染物（去除氫氣並防止毛孔）。
2.2 配對
要求裝配不能強行，防止產生內應力。由於鉻鉬耐熱鋼裂紋傾向較大，焊接時對焊縫的約束不宜過大，以免剛度過大，特別是焊接厚板時。應盡可能避免使用拉桿、卡箍和允許焊接自由收縮的夾具。
2.3 焊接方法的選擇
目前，我國石油石化裝置單位管線焊接常用的焊接方法是基層鎢極電弧焊接和填充層焊條電弧焊接。其他焊接方法還有熔化極惰性氣體保護焊（MIG焊）、CO2氣體保護焊、電渣焊及埋弧自動焊等。
2.4 焊接材料的選擇
選擇焊接材料的原則是焊縫金屬的合金成分和強度性能應與母材相應指標基本一致或應滿足產品技術條件提出的最低性能指標。為了降低氫含量，應先使用低氫鹼性焊條。焊條或焊劑應依規定製程乾燥，並依需求取出。應安裝在焊條保溫桶內，並根據需要取出。焊條保溫桶內不應超過4根。小時，否則應重新乾燥，乾燥次數不得超過3次。具體施工流程有詳細規定。鉻鉬耐熱鋼手工電弧焊時，也可採用奧氏體不鏽鋼焊條，如A307焊條，但焊接前仍需預熱。此方法適用於銲接件焊接後無法進行熱處理的情況。
2.5 預熱
預熱是珠光體耐熱鋼焊接冷裂紋和消除應力的重要製程措施。為了確保焊接質量，無論是點焊還是焊接過程中，都應進行預熱並保持在一定的溫度範圍內。
2.6 焊接後緩冷
焊接後緩冷是鉻鉬耐熱鋼焊接時必須嚴格遵守的原則。即使在炎熱的夏天也必須這樣做。一般焊接後立即以石棉布覆蓋焊接及近縫區域。小型銲接件可放在石棉布中慢慢冷卻。
2.7 焊後熱處理
焊後應立即進行熱處理，其目的是防止延遲裂縫的產生，消除應力，改善組織。
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3 焊接注意事項
(1)焊接該類鋼材時，必須採取預熱、焊後緩冷等措施。但預熱溫度越高越好。必須嚴格遵守焊接工藝要求。
(2)厚板應採用多層焊接，層間溫度不應低於預熱溫度。焊接應一次性完成，最好不要間斷。若層間需暫停，應採取保溫、緩冷措施，再次焊接前應採取同樣的預熱措施。
(3)焊接過程中應注意填充電弧坑、打磨接頭、清除弧坑裂紋(熱裂紋)。而且，電流越大，電弧坑越深。因此，應嚴格依照焊接製程說明書選擇焊接參數和適當的焊線能量。
(4)施工組織也是影響焊接品質的重要因素，各工種的配合尤為重要，避免因無法連接到下一道工序而浪費整個焊接的品質。
(5)也應注意天氣環境的影響。當環境溫度較低時，可適當提高預熱溫度，防止溫度下降太快，並採取防風防雨等緊急措施。
4 總結
預熱、保溫、焊後熱處理等製程是鉻鉬耐熱鋼焊接必要的製程措施。三者同等重要，不可忽視。如果省略任何一個環節，後果將會很嚴重。焊工必須嚴格執行焊接操作規程，加強對焊工責任意識的引導。我們不應該心存僥倖，引導焊工認真、必要地執行該流程。只要我們在施工過程中嚴格執行焊接工藝，做好各工種的配合，合理安排工序，就可以確保焊接品質和技術要求。
發佈時間：2023年11月1日
