为了有效控制 12Cr1MoVG无缝钢管焊接过程中的冷裂风险,必须采取一系列严格的措施,冷裂是由于焊接应力、硬化组织和氢在焊接后共同作用产生的延迟裂纹,其根本原因在于 12Cr1MoVG无缝钢管因 C、Cr、Mo、V 含量高,碳当量 CE ≈ 0.5 %,致使其淬硬倾向强和氢敏感性高,必须围绕“降低淬硬、减少氢、及时回火”三条主线控制冷裂风险,以下是天津188金宝博销售集团有限公司精心总结的控制冷裂风险的关键步骤。
严格的焊前预热
预热是防止冷裂的第一道防线,它通过减缓焊缝和热影响区(HAZ)的冷却速度,防止形成硬脆的马氏体组织。
温度控制:预热温度必须控制在250℃ ~ 350℃之间,测温点不少于 2 处。
均匀加热:使用氧-乙炔焰或电加热器对坡口及其两侧至少 150mm 范围内的区域进行均匀加热,并用表面温度计进行确认。
层间温度:在整个焊接过程中,必须确保每一层焊道的温度都不低于预热温度,若低于 250 ℃立即停焊、重新加热 。
选用合适的低氢型焊材
氢是导致冷裂的重要因素之一,选择低氢焊材可以从源头上减少氢的来源。
焊材类型:必须使用专用的低氢型含钒焊材,例如E5515-B2V焊条或相应的焊丝,打底:TIG-R31(H08CrMoVA),填充/盖面:R317(E5515-B2-V),焊条 350-400 ℃烘干并保温,随烘随用,桶内 4 h 内用完 ,焊后 350-450 ℃ × 30 min 后热,缓冷至室温,进一步驱氢。
烘干要求:焊材在使用前必须按照制造商的说明进行严格烘干,以去除吸附的水分,并将焊材存放在保温筒内。

精心设计的焊接工艺
合理的焊接工艺可以有效控制热输入和应力。
小电流、多层焊:采用小电流、多层多道焊的工艺,可以使每一层焊道的冷却速度更慢,同时后一道焊道的热量对前一道焊道有回火作用,进一步改善组织。
限制热输入:避免过大的热输入,以防产生粗大晶粒,降低韧性。
及时收弧:焊接到最后时,采用引弧板或合适的收弧工艺,以防止在收弧处产生缩孔和裂纹。
坡口与组对:机加工坡口,组对间隙 ≤ 3 mm,禁止强力组对;坡口及周围 20 mm 打磨至金属光泽,MT 确认无裂纹 。
焊接规范:热输入 15-25 kJ/cm,短弧、小月牙摆动,层间清渣彻底,接头错开 ≥ 10 mm;氩弧焊背面充氩保护,防止根部氧化 。
焊后热处理
焊后热处理是消除冷裂风险的最后一道保障,720-760 ℃ 回火,恒温 1-2 h(25 mm/h),升降温 ≤ 200 ℃/h,300 ℃ 以下空冷 。
消除应力:热处理可以消除焊接产生的巨大残余应力,这是冷裂产生的必要条件。
组织改善:热处理将焊缝和热影响区的硬脆组织(马氏体)转化为更具韧性的回火索氏体组织,从根本上消除了冷裂产生的组织基础。
温度控制:热处理温度通常为715℃ ~ 745℃,并应按照规范进行保温和冷却。
检验与返修
100 % RT + UT,合格级 UTⅠ/RTⅡ;
表面硬度 ≤ 270 HB;超标缺陷挖补后需重新预热、焊接并整体再热 。
总结
控制 12Cr1MoVG 无缝钢管的冷裂风险是一个系统工程,需要从预热、焊材、工艺和热处理四个方面进行全面控制,其中,焊前预热和焊后热处理是两个最为关键的环节,任何一步的疏漏都可能导致焊件的失效。
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