熱處理封頭焊縫焊接材料代用問題

　　疑問：一般封頭15CrMoR的焊接均采用R307焊條或者埋狐焊絲，但是如果大厚度封頭成型以后經(jīng)過高溫正火+回火處理，則焊縫抗拉強(qiáng)度將不滿足設(shè)計(jì)要求，如果采用強(qiáng)度 高的R407焊條，則可以解決強(qiáng)度問題。

　　封頭焊接15CrMoR采用高強(qiáng)匹配的R407(熱處理以后則等匹配)，從設(shè)計(jì)上可以嗎?

　　解答：其實(shí)焊接材料與母材匹配的問題，學(xué)過焊接的都知道， 是選擇焊材要高于封頭母材一個(gè)級(jí)別，舉例來說，我們焊接普通低碳鋼，例如20，25號(hào)鋼，一般采用J422 可以，但如果用在有溫度，有壓力，有介質(zhì)腐蝕等的地方， 必須提高一個(gè)等級(jí)，我們通常采用的是J507焊材，你說的15CrMoR的焊接均采用R307焊條是對(duì)的，但你說的是封頭壁厚的問題，而不是焊條選用的問題了，所以我建議你可以改變焊接工藝或者改善坡口等其他方式來滿足你說的大壁厚的問題，已保證 滿足你的要求，包括焊后熱處理，正火或者退火或者回火等等

　　對(duì)封頭采用R307焊條焊接15CrMoR經(jīng)過正火加正火，會(huì)造成強(qiáng)度下降的問題，已經(jīng)有較多的文獻(xiàn)證明，一般是強(qiáng)度下降100多度，我自己的試驗(yàn)是正火(920度)加回火(680度)，屈服強(qiáng)度較正常的690度消除應(yīng)力處理下降200MPa(從500MPa左右下降到300MPa左右)，抗拉強(qiáng)度下降170MPa(從600MPa左右下降到400MPa左右)，達(dá)不到一般的抗拉強(qiáng)度515MPa的要求，而常溫沖擊韌性變化不大，組織是從回火索氏體為主變?yōu)殍F素體為主，其主要原因應(yīng)該組織變化造成強(qiáng)度變化。當(dāng)然，目前我的封頭試驗(yàn)鋼板厚度較小為20mm，對(duì)于大厚度的還沒有做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)也是采用熔敷金屬而不是對(duì)接接頭，而廠家反映是薄的對(duì)接接頭強(qiáng)度沒有問題，而厚的鋼板(80mm左右)強(qiáng)度不行，我的試驗(yàn)薄板已經(jīng)強(qiáng)度不夠了。

　　提到焊條選擇沒有錯(cuò)，我的疑問有兩點(diǎn)：

　　(1)封頭廠家反映的薄板經(jīng)過該工藝，強(qiáng)度沒有問題，而厚板強(qiáng)度不夠，我的理解是薄板厚度下，正火保溫時(shí)間短，而正火后采用空冷，薄板很快淬火，有利于提高強(qiáng)度，而厚板冷卻慢，心部不能淬透，造成強(qiáng)度下降，一般是說通過快冷或者水淬可以解決這個(gè)問題，但是封頭廠家不具備這種生產(chǎn)條件，也害怕淬火開裂或者變形，這時(shí)單純通過改變焊接工藝(如焊接工藝或者改善坡口)可能提高強(qiáng)度嗎?

　　(2)焊接15CrMoR采用高強(qiáng)匹配的R407(熱處理以后則等匹配)，強(qiáng)度當(dāng)然滿足要求，重要的是從設(shè)計(jì)上可以嗎?

　　一般薄壁設(shè)備采用R307焊條焊接15CrMoR是正確的。煉油廠的焦炭塔( 壁厚36mm)很多封頭是15CrMoR材質(zhì)，均選用R307焊條。其熱處理制度為正火(920度)加回火(660度)，消除應(yīng)力處理690度。為防止冷裂紋焊前150度預(yù)熱，為防止熱裂紋焊后350度消氫處理。焊縫的力學(xué)性能指標(biāo)可以達(dá)到要求。對(duì)于厚壁設(shè)備，建議您一方面調(diào)整熱處理工藝重新做焊評(píng)，另一方面可以考慮使用神戶CMA-96焊條，雖然小鬼子不招人喜歡，但其封頭質(zhì)量卻很過硬，畢竟國產(chǎn)鉻鉬鋼焊條還是有點(diǎn)那個(gè)。