15CrMo钢板化学成分

15CrMo钢板力学性能

15CrMo钢板工艺参数

按方案Ⅰ焊前需进行预热，根据Tto-Bessyo等人提出的计算预热温度公式：
To=350√[C]-0.25（℃） 式中，To——预热温度，℃。
[C]=[C]x [C]p [C]p=0.005S[C]x
[C]x=C （Mn Cr）/9 Ni/18 7Mo/90 式中，
[C]x——成分碳当量；
[C]p——尺寸碳当量； S——试件厚度（本文中S=25mm）;
[C]x=C （Mn Cr）/9 7/90Mo=0.361
[C]p=0.045 则To=138℃
因此预热温度选为150℃。采用氧-乙炔焰对试件进行加温，先用测温笔粗略判断试件表面的的温度（以笔迹颜色变化快慢进行估计），**后用半导体点温计测定，测量点至少应选择三点，以****试件整体均达到所要求的预热温度。
焊接时，的的层采用手工钨极氩弧焊打底，为避免仰焊处焊缝背面产生凹陷，送丝时采用内填丝法，即焊丝通过对口间隙从管内送入。其余各层采用焊条电弧焊，共焊6层，每个焊层一条焊道。方案Ⅰ和方案Ⅱ的焊接工艺参数见表3、4。按方案Ⅰ焊
表3 方案Ⅰ的焊接工艺参数
焊道名称 焊接方法 焊接材料 焊材规格/mm 焊接电流/A 电弧电压/V 预热及层间温度 热处理规范
打底层 钨板氩弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12
填充层 焊条电弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25150℃ 715。×75min
盖面层 焊条电弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25
表4 方案Ⅱ的焊接工艺参数
焊道名称 焊接方法 焊接材料 焊材规格/mm 焊接电流/A 电弧电压/V 预热及层间温度 热处理规范
打底层 钨板氩弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12
填充层 焊条电弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24 / /
盖面层 焊条电弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24
接时，层间温度应不低于150℃，为防止中断焊接而引起试件的降温，施焊时应由二名焊工交替操作，焊后应立即采取保温缓冷措施。
 

15CrMo钢板焊接问题
15CrMoR中的Cr、Mo合金元素与碳共同作用，使奥氏体稳定性增大，临界冷却速度降低，易产生淬硬组织，导致冷裂纹的产生。这与合金元素与碳的含量、氢的存在及焊接拘束度有关。15CrMoR属淬硬倾向高的钢种。

其母材、焊缝具备固定的塑性储备，塑性变形能力相对较低，易在焊接缺陷处产生应力集中，加之氢的扩散聚集，导致诱发裂纹的临界应力值低，冷裂纹倾向较大。应力状态是引起冷裂纹的直接原因，并会影响氢的分布。

15CrMoR焊接接头的应力状态主要有热应力、组织相变应力和接头外部刚性拘束引发的应力相互叠加的结果。氢的直接作用主要为扩散氢，向应力集中部位扩散，当达到氢的临界含量值时，便引发裂纹。来源于焊接材料的水分、坡口上的油污、铁锈及空气中的水分。

在高温焊接电弧作用下，分解的氢原子或氢离子大量溶于焊接熔池。小体积熔池在快速冷却凝固过程中，氢来不及逸出，已过饱合状态存在于焊缝，在浓度梯度作用下，焊缝中的过饱和氢在一定温度区间（-100~100℃）扩散。另一方面是由于焊接过程中焊缝金属与母材的成分差异，造成焊缝金属相比于母材在较高温度下进行相变。

氢因溶解度及扩散系数因素，从焊缝向热影响区扩散，在熔合线附近形成富氢带。当热影响区进入相变（奥氏体向马氏体转变）温度区间，氢会已过饱合状态残存于马氏体中，促使脆化导致裂纹。按照美国焊接学会(AWS)提出的公式： CEAWS=w(C)+w(Mn)/6+w(Si)/24+w(Ni)/15+w(Cr)/5+w(Mo)/4+(w(Cu)/13+w(P)/2) 15CrMoR材料CEAWS=0.490＞0.4 以上取成分范围下限值。当CEAWS值＜0.4（质量分数，%）时，焊接冷裂纹不明显，当0.4，则会在焊接时出现冷裂纹。