15CrMo鋼闆系珠光體(tǐ)組織耐熱鋼，在高溫下(xià)具有較高的熱強性（δb≥440MPa）和抗氧化(huà)性，并具有一(yī)定的抗氫腐蝕能(néng)力。由于鋼中含有較高含量的Cr、C和其它合金(jīn)元素，鋼材的淬硬傾向較明顯，焊接性差。 
15CrMo焊接性
焊接材料
針對15CrMo鋼的焊接性的工作(zuò)特點，
方案Ⅰ：焊接預熱，采用ER80S-B2L焊絲，T1G焊打底，E8018-B2焊條，焊條電弧焊蓋面，焊後進行局部熱處理(lǐ)。焊後熱處理(lǐ)
采用方案Ⅰ焊接的試件，焊後應進行局部高溫回火(huǒ)處理(lǐ)。熱處理(lǐ)的工藝為(wèi)：升溫速度為(wèi)200℃/h，升到715℃保溫1小時(shí)15分(fēn)鍾，降溫速度100℃/h，降到300℃後空冷。具體(tǐ)采用JL-4型履帶式電加熱器(qì)（1146×310）包繞焊縫，用矽酸鋁棉層保溫，保溫層厚度50mm，溫度控制采用DJK-A型電加熱器(qì)自動控溫儀。
焊接工藝評定試驗結果
試驗方案 拉伸試驗 彎曲試驗 沖擊韌性試驗aky（J/cm2）
抗拉強度δb/Mpa 斷裂部位 彎曲角度 面彎 背彎 焊縫 熔合線 熱影響區(HAZ)
方案Ⅰ 550/530 母材 50。 合格 合格 84.8 162 135.6
方案Ⅱ 525/520 母材 50。 合格 合格 79.4 109.2 96.7
15CrMo焊接工藝
2.1 焊接材料
   針對15CrMo鋼的焊接性及現(xiàn)場(chǎng)高壓管道的工作(zuò)特點，根據以往的經驗，參照國外提供的焊接工藝卡，我們選擇了(le)兩種方案進行焊接試驗。
方案Ⅰ：焊接預熱，采用ER80S-B2L焊絲，T1G焊打底，E8018-B2焊條，焊條電弧焊蓋面，焊後進行局部熱處理(lǐ)。
方案Ⅱ：采用ER80S-B2L焊絲，T1G焊打底，E309Mo-16焊條，焊條填充電弧焊蓋面，焊後不進行熱處理(lǐ)。焊絲和焊條的化(huà)學成分(fēn)及力學性能(néng)見表1。
表1 焊接材料的化(huà)學成分(fēn)和力學性能(néng)
型号 C Mn Si Cr Ni Mo S P δb/Mpa δ,%
ER80S-B2L≤0.05 0.70.41.2 <0.20.5 ≤0.025 ≤0.025 ≤500 25
E8018-B2 0.070.7 0.3 1.1 0.5 ≤0.04 ≤0.03 550 19
E309Mo-16≤0.12 0.5～2.5 0.9 22.0～25.0 12.0～14.0 2.0～3.0≤0.025≤0.035 550 25
2.2 焊前準備
試件采用15CrMo鋼管,規格為(wèi)φ325×25，坡口型式及尺寸見圖1。
焊前用角向磨光機将坡口内外及坡口邊緣50mm範圍内打磨至露出金(jīn)屬光澤，然後用丙酮清洗幹淨。
試件為(wèi)水平固定位置，對口間(jiān)隙為(wèi)4mm，采用手工鎢極氩弧焊沿園周均勻點焊六處，每處點固長度應不小于20mm。焊條按表2的規範進行烘烤。
表2 焊條烘烤規範
焊條型号 烘烤溫度 保溫時(shí)間(jiān)
E8018-B2 300 ℃ 2h
E309Mo-16 150 ℃ 1.5h
工藝參數
按方案Ⅰ焊前需進行預熱，根據Tto-Bessyo等人(rén)提出的計算(suàn)預熱溫度公式：
To=350√[C]-0.25（℃） 式中，To——預熱溫度，℃。
[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(fēn)碳當量；
[C]p——尺寸碳當量； S——試件厚度（本文中S=25mm）;
[C]x=C （Mn Cr）/9 7/90Mo=0.361
[C]p=0.045 則To=138℃
因此預熱溫度選為(wèi)150℃。采用氧-乙炔焰對試件進行加溫，先用測溫筆粗略判斷試件表面的的溫度（以筆迹顔色變化(huà)快(kuài)慢(màn)進行估計），最後用半導體(tǐ)點溫計測定，測量點至少應選擇三點，以保證試件整體(tǐ)均達到所要求的預熱溫度。
焊接時(shí)，第一(yī)層采用手工鎢極氩弧焊打底，為(wèi)避免仰焊處焊縫背面産生(shēng)凹陷，送絲時(shí)采用内填絲法，即焊絲通過對口間(jiān)隙從管内送入。其餘各層采用焊條電弧焊，共焊6層，每個(gè)焊層一(yī)條焊道。方案Ⅰ和方案Ⅱ的焊接工藝參數見表3、4。按方案Ⅰ焊
表3 方案Ⅰ的焊接工藝參數
焊道名稱 焊接方法 焊接材料 焊材規格/mm 焊接電流/A 電弧電壓/V 預熱及層間(jiān)溫度 熱處理(lǐ)規範
打底層 鎢闆氩弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12
填充層 焊條電弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25150℃ 715。×75min
蓋面層 焊條電弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25
表4 方案Ⅱ的焊接工藝參數
焊道名稱 焊接方法 焊接材料 焊材規格/mm 焊接電流/A 電弧電壓/V 預熱及層間(jiān)溫度 熱處理(lǐ)規範
打底層 鎢闆氩弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12
填充層 焊條電弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24 / /
蓋面層 焊條電弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24
接時(shí)，層間(jiān)溫度應不低(dī)于150℃，為(wèi)防止中斷焊接而引起試件的降溫，施焊時(shí)應由二名焊工交替操作(zuò)，焊後應立即采取保溫緩冷措施。
2.4 焊後熱處理(lǐ)
3 焊接工藝評定試驗
   試件焊後按JB4730-94《壓力容器(qì)無損檢測》标準進行100%的超聲波探傷檢驗，焊縫Ⅰ級合格。按JB4708《鋼制壓力容器(qì)焊接工藝評定》标準進行焊接工藝評定試驗。評定結果見表5。
表5 焊接工藝評定試驗結果
試驗方案 拉伸試驗 彎曲試驗 沖擊韌性試驗aky（J/cm2）
抗拉強度δb/Mpa 斷裂部位 彎曲角度 面彎 背彎 焊縫 熔合線 熱影響區(HAZ)
   方案Ⅰ 550/530 母材 50。 合格 合格 84.8 162 135.6
   方案Ⅱ 525/520 母材 50。 合格 合格 79.4 109.2 96.7
   從拉伸試驗結果可知，兩種方案的拉伸試樣全部斷在母材，說(shuō)明焊縫的抗拉強度高于母材；彎曲試驗全部合格，說(shuō)明焊縫的塑性較好(hǎo)(hǎo)。根據表5中的沖擊韌性試驗結果可知，方案Ⅰ的沖擊韌性明顯高于方案Ⅱ，證明方案Ⅰ的焊後熱處理(lǐ)規範比較理(lǐ)想，高溫回火(huǒ)不僅達到了(le)改善接頭組織和性能(néng)目的，而且使韌性與強度配合适當。從室溫機械性能(néng)結果可知，所推薦的兩種焊接工藝方案均可用于現(xiàn)場(chǎng)施工。方案Ⅰ采用了(le)與母材成分(fēn)接近的焊條，焊縫性能(néng)同母材匹配，焊縫應具有較高的熱強性，焊縫在高溫下(xià)長期使用不易破壞。難點是焊後熱處理(lǐ)規範較為(wèi)嚴格，回火(huǒ)溫度和保溫時(shí)間(jiān)及加熱和冷卻速度控制不當反而會引起焊縫性能(néng)下(xià)降。方案Ⅱ采用了(le)奧氏體(tǐ)不鏽鋼焊條施焊，雖然可以省去焊後熱處理(lǐ)，但(dàn)由于焊縫與母材膨脹系數不同，長期高溫工作(zuò)時(shí)可發生(shēng)碳的擴散遷移現(xiàn)象，容易導緻焊縫在熔合區發生(shēng)破壞。因此，從使用可靠性考慮，現(xiàn)場(chǎng)采用方案Ⅰ施焊更為(wèi)穩妥。
4 結論
15CrMo鋼厚壁高壓管的焊接采用兩種焊接方案均為(wèi)可行。為(wèi)了(le)保證焊縫性能(néng)同母材匹配且具有較高的熱強性，采用方案Ⅰ效果更佳，關(guān)鍵是要嚴格控制焊後熱處理(lǐ)工藝。
方案Ⅱ雖可省去焊後熱處理(lǐ)，但(dàn)焊縫在高溫下(xià)發生(shēng)碳的遷移擴散而導緻焊縫破壞的可能(néng)性不容忽視(shì)，因此，隻有在焊後無法進行熱處理(lǐ)時(shí)才慎重采用。
15crmo鋼闆重量計算(suàn)公式：長×寬×厚×0.00785=kg/m
外圈變黃(huáng)
15CrMo合金(jīn)鋼闆是二軋料軋制一(yī)個(gè)道次外圈開始變黃(huáng)還不是鏽這(zhè)是什(shén)麽原因？
為(wèi)清除15CrMo合金(jīn)鋼闆表面的氧化(huà)鐵皮,當前多用浸漬連續酸洗法,酸洗後的15CrMo合金(jīn)鋼闆表面常附有酸液,為(wèi)此,需用冷水或溫水清洗,但(dàn)洗後15CrMo合金(jīn)鋼闆表面經常産生(shēng)黃(huáng)鏽。嚴重影響成品表面質量。日本為(wèi)消除這(zhè)一(yī)缺陷,研究了(le)變黃(huáng)機理(lǐ)。以鹽酸為(wèi)例有如(rú)下(xià)反成:
FeCl_2+2H_2O=Fe(0H)_2+2HCl (1) 酸洗過程
2Fe(OH)_2+O_2=2FeO·OH+H_2O (2) 幹燥過程
式(1)表示在濕闆表面上(shàng)于水溶液中的平衡狀态,Fe(OH)_2及HCl不呈現(xiàn)黃(huáng)色。
式(2)是開始幹燥的鋼闆,由于空氣中氧的作(zuò)用,使Fe(OH)_2氧化(huà),呈不溶于水的狀态。則FeO·OH在15CrMo合金(jīn)鋼闆表面上(shàng)變成黃(huáng)鏽。
化(huà)學成份

力學性能(néng)

應用舉例
石油、石化(huà)、高壓鍋爐等，專門用途的無縫管有鍋爐用無縫管、地質用無縫鋼管及石油用無縫管等多種。