【话题讨论】5CrMoR与Q345R的异种钢焊接

阿斯米

问题（杨涛）15CrMoR与Q345R的异种钢焊接，当有焊后热处理要求时，是坚持用15CrMoR的焊材，还是优先低配 — 用Q345R的焊材？ （顾永干）图片中文字将焊后热处理仅仅是从降低焊接残余应力的角度规定工艺的出发点说清楚了，界限也说清楚了，就是让工程技术人员正确理解和应用。但标准只给条款（无释义），具体采用和执行时，可能会产生不同意见。讨论1、（南通-孙-工厂打杂）一般选用J507。但2.25钢和Q345R的焊接，一般会用隔离层。（杨涛）答：是啊，都是优先低配。（南通-孙-工厂打杂）今天即使我理论上知道了应该用合金钢焊材（高配），但是面对企业，我还是会选J507。2、（房务农）用J507焊材，按670℃进行焊后热处理，焊接接头的强度经常不够（注：若选择实测强度值较高的J507和Q345R，强度降低后仍可符合标准要求）。我经常采用隔离层。（房务农）焊后热处理温度是按温度较高侧的，不能按中间值。 （房务农）CrMo钢热影响区需要焊后热处理温度（适当）去改善。（房务农）PQR想合格很简单的，Q345R、J507都选用实测强度值明显高者。3、（上海卢晶）焊接接头一般遵从等强度等韧性的原则！4、（严得忠）用J507焊接，进行650℃以上的焊后热处理，焊接接头强度是个问题。（房务农）答：给出的“检测报告”中，就是15CrMoR＋A105的，正是在650℃焊后热处理的条件下，强度就不够了。5、（束润涛）可以降低焊后热处理温度。（房务农）答：铬钼钢是不允许降低焊后热处理温度的。（束润涛）答：这个问题值得商榷，毕竟焊材是低配。（Martin）答：我记得我以前的项目，焊材是高配，焊后热处理按照标准走CrMo钢这一侧的高温确定。6、（顾永干）在我看来，还是应该依据使用而确立的设计考虑。若Q345R行，为何出现15CrMoR；若非15CrMoR不可，为何出现Q345R。因此，15CrMoR与Q345R同时出现时，应该是非主要焊缝方是设计可行的前提。（严得忠）答：你设计敢在另一端用Q345，那我就敢拿J507焊。（顾永干）答：设计只有确定这样可行时，才可以说设计是切当的。如锅炉对流段管束采用不同材质对接时，一定是高温性能低的材料满足了那一工段工况要求时，才可以使用高温性能低的材料。（顾永干）在GBT12337中，材料种类(包括焊材)、焊接方式十分有限，且每种材料几乎都有为数较多的焊后热处理案例(奥氏体不锈钢除外)支撑，可以说技术上非常成熟。但GBT12337对焊后热处理温度是推荐性的。由此想到:压力容器的焊后热处理面临各种情况，比球罐复杂得多，有关焊后热处理的标准对工艺参数温度以推荐的形式给出为好。（顾永干）焊后热处理，方案综合考虑的交点，应该是在降低焊接残余应力的效果与母材(包括焊缝)性能会出现的不利影响程度之间，寻找到适宜的工艺(技术)路线。因此，焊后热处理温度应按推荐的形式给出，不宜做出强制性规定。（顾永干）若GBT30583为推荐性的标准，那么，异种钢焊接时（需要焊后热处理），焊材高配，按高配侧焊后热处理温度；焊材低配，按低配侧焊后热处理温度，在两种被焊母材都可接受两个(不同)焊后热处理温度的前提下，是不是一种好的(适宜)的技术路线呢？当然，即便如此，两侧的热影响区性能问题也尚未得到充分考虑。7、（上海森松-齐Qi）我们这样处理铬钼钢与碳钢间焊缝：在铬钼钢侧加隔离层焊缝先进行650℃高温焊后热处理，再用低配焊材对接焊，如对接焊缝需要焊后热处理，再按碳钢侧温度做热处理。焊材高配按铬钼钢焊后热处理，就要考虑碳钢侧母材强度问题。（严得忠）问：隔离层焊缝用什么焊材焊？（杨涛）答：用碳钢的焊材，有点像堆焊，然后相当于碳钢的对接，就可以用碳钢焊后热处理要求执行了。（严得忠）答：用碳钢的焊材堆隔离层有什么意义呢？8、（张本旺）我看一些大公司的规范写的不同等级CrMo钢的异种钢接头，焊后热处理温度并非单纯按某一侧执行，而是另选了一个折中的温度。（上海森松-齐Qi）答：按标准对于铬钼钢是不允许降温热处理的。（张本旺）我以为只要焊后热处理之后的硬度达标就可以，温度可以在一定范围内改动，这需要一定的经验和数据积累。（张本旺）我这边甚至还做过高温钢F22锻件与F316L锻件对接焊的焊后热处理，硬着头皮做了，不知道该保哪头。最终执行方案为：按F22焊后热处理温度执行，该温度下等于近似给不锈钢侧做了个消应力热处理。9、（Martin）记得ASME PW 39提到：按照焊后热处理温度高者执行。（房务农）答：如按高配，就得看Q345R母材能否承得住675℃焊后热处理了。（Martin）答：我们和GE，西门子，三菱这些锅炉一直都是按照那个温度做的。没有问题。  （Martin）我刚看了一下供应商的PQR，P1+P4 焊接热处理后的拉伸是501MPa左右。类似情况应该给供应商打招呼，稍微提高一点母材强度，以便给PWHT后的性能（强度）下降留点余量。（顾永干）答：不是打招呼，而是订货时要求的技术指标（可能被加钱）。10、（刘培强）1.25铬钼钢和碳钢的焊接，我用R307，J427，A302，A402，ENiCr-3都焊过，且直接焊。（房务农）答：如是压力容器需要隔离层，如是管子得看厚度了。（刘培强）碳钢往P11上堆，还是R307往碳钢上堆？（房务农）答：通常采用J557往P11上堆，按P11的焊后热处理温度690℃执行。但经历焊后热处理后隔离层的强度只与J507焊材强度相当了。（刘培强）答：逻辑推理一下：如果碳钢是Q245R就应该用J507堆焊，对吧？11、（朱加伟）ASME的立场是保安全，除了承压的91与其他CrMo钢或奥氏体钢焊接时，焊后热处理温度下限由note说明可降低外，其他都按焊后热处理温度的高者执行。（朱加伟）Cr含量的差异会造成低的一侧碳迁移强度降低，但ASME的规则为：这种缓慢发生影响长期寿命的因素并不是安全规范最为基本的考虑，高Cr侧的开裂更直接危及安全，是规范最为基本的考虑。12、（陈信举）我以前做过很多铬钼钢和碳钢的焊接，焊材用过低匹配，也用过高匹配，焊后热处理温度都是670～680℃，也做拉伸试验，虽然断在碳钢侧，但强度基本都是满足标准要求的，没有不合格的。请问：按照铬钼钢进行焊后热处理，碳钢侧强度降低是什么原理？（陈信举）不就是消应力退火吗，温度也没超过临界转变温度（Ac1），时间也不太长，也就2-3个小时，强度怎么会下降（大幅）？（陈信举）这个铬钼钢堆焊碳钢隔离层，堆焊隔离层后便进行一次焊后热处理（按铬钼钢）。然后再焊接碳钢，再次焊后热处理（按碳钢）。我只能说一般设备或者厂家都很难做到，除非这台设备设计专门有要求，利润大，或者是制造厂第一个焊接工程师就是按照这个做的。在我看来成本还好说，焊接加工问题更大，A、B类焊缝可能还好实现，如果D类焊缝我觉得加工难度太大。如果真要按照隔离热处理，还不如全换成铬钼钢，这样成本增加有限，焊接却少了许多麻烦。（陈信举）@杨涛  我觉得你可以把碳钢侧母材焊后热处理前做个力学性能，到时候对比下，看看会降低多少。（束润涛）答：我认同你的观点，见仁见智。现在有微信了，可以大群讨论，集百家之长。13、（杨涛）经历高温退火热处理，强度都会有降低一点。工艺评定合格通过，可能是那个批次的焊材（熔敷金属）的强度比较高，经焊后热处理强度稍有下降后，但仍然能够满足标准规定的下限值要求。（杨涛）超过临界转变温度是组织发生改变，不超过临界转变温度的焊后热处理强度也会下降，只是这个下降的幅度很小。14、（刘玉祥）渗碳体球化+位错密度的降低导致强度下降。（陈信举）答：珠光体球墨化需要一定的时间，不会很短。（刘玉祥）答：不是珠光体，是渗碳体球化，珠光体球化需要很长时间。球状珠光体在球化退火后得到或者长时间高温老化形成，短时间的焊后热处理，可能对渗碳体影响比较明显，对整个珠光体形态影响可能不大。（陈信举）答：珠光体是有渗碳体和铁素体组成的，珠光体的球化应该就是其中的渗碳体球化。一般常用低碳钢里面渗碳体含量应该不多吧，大部分应该是铁素体和珠光体，如果渗碳体不多的话，会不会影响也不大。15、（肖仕伟）焊后热处理温度高一点，再加上时间长一点（8～10小时），几乎过不了。（杨涛）答：保温时间8～10小时，强度下降达不到标准要求，很正常。那么，4个小时 690℃的焊后热处理，强度下降后是否可达到标准的要求？（肖仕伟）12Cr2Mo1+P91用什么焊材？焊后热处理温度多少？注：标准是按温度高者要求的。（肖仕伟）91+22用B3，690℃焊后热处理10小时。16、（杨涛）12Cr2Mo1+P91的焊后热处理温度比较特殊，按照12Cr2Mo1的温度实施焊后热处理。我以前做电力锅炉管道的时候就遇到过，标准也是规定的这个用低的焊材和低的热处理温度。P91是马氏体耐热钢，我以前做锅炉管道的时候它的热处理温度是750～770℃，12Cr2Mo1是720～750℃，按照750℃做的。（房务农）答：管子没问题，容器做不了750℃，12Cr2Mo1R做750～770℃焊后热处理，强度肯定不够。压力容器和管道两个标准对耐热钢的焊后热处理温度和时间规定差别较大。（杨涛）锅炉管道大量的P91材料，它的热处理状态：马氏体转变（淬火），然后再进行750～750℃的回火。17、（李栋）按照12Cr2Mo1的上限温度，P91的温度比较高，750℃焊后热处理， P91侧硬度可能下不来。18、（房务农）我碰到P91+低合金钢，硬度搞得我头疼。虽然采用B3焊材做了隔离层，但硬度仍不合格（偏高）。12Cr2Mo1R是加速冷却+回火的，焊后热处理温度太高，会破坏回火的，韧性和强度都可能不达标。因此，目前容器设计上尽可能避免这两类钢的对接。19、（陈晓东）以前看过一个文献，用P91的焊丝，焊后热处理温度750℃。  20、（杨涛）那我再提出一个问题，供大家讨论，堆焊以后是否需要进行热处理，这个问题好像也是属于见仁见智的问题。我们现在是参照的8-1卷，厚度32mm以上碳钢低合金钢基层预热预热就不去焊后热处理，否则进行焊后热处理。压力容器中的纯镍的热处理温度没那么高，一般做620℃，你仅仅是为了消除堆焊产生的残余应力。规范点的操作一般是堆焊过渡层以后去做消应力热处理，面层不做，不过纯镍没关系，它几乎没有晶间腐蚀的问题。 21、（Jimmy）我这个是250厚的碳钢盲板堆Ni201的纯镍6mm。我也提到过的……，也觉得700℃有点高，但是没有得到业主的回复。 22、（邢卓）下图片中的700℃的纯镍热处理，如果是堆焊在碳钢上，是不是温度有点高了，对碳钢的性能有影响（群里讨论过）。是不是对于纯镍堆焊的碳钢，做620℃就行了。 更多动态，请关注我们官方网站：www.asimi8.com，或者关注我们的微信平台：asmecn，小编微信号:asimi888，也欢迎大家前来投稿。
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