WB36钢的焊接工艺试验与工程

1、WB36WB36钢的焊接工艺试验与工程应用钢的焊接工艺试验与工程应用 Welding Procedure Testing and Engineering Application of WB36 Steel 摘摘 要要 在对WB36钢的化学成分和焊接性能特点分析的基础上，制订了该钢的焊接工艺方案，进行了焊接工艺评定，并成功应用于了新建电厂2300MW火电机组安装工程中。 关键词关键词 WB36钢 主给水管 焊接性能 焊接工艺Welding Procedure Testing and Engineering Application of WB36 Steel ABSTRACT Based on t

2、he weldablity analysis and experiment of the steel WB36, this paper presents a Welding Procedure Scheme(WPS) and completes a Welding Procedure Qualification (WPQ).The WPS is applied successfully in Puji 2300MW thermal power plants installation engineering.KeywordsWB36steel, weldability, welding proc

3、edure, application 第一部分第一部分 材料特点概述材料特点概述1.标准及牌号：WB36是在CMn钢的基础上加Ni-Cu-Mo-Nb而成的低合金钢。DIN标准：15NiCuMoNb5。EN标准牌号：15NiCuMoNi5-6-4。ASME中：1.15Ni-0.65Cu-Mo-Cb。2.化学成分（%）C：Max0.17 Si:0.25-0.50 Mn:0.80-1.20 P:0.025S： 0.020Cr:Max0.30 Mo:0.25-0.50Ni:1.00-1.30 Cu:0.50-0.80Nb(Cb):0.015-0.045成分特点分析1.设计时，WB36钢成分已被最优化，

4、使材料具有高的屈服强度(440MPa以上)和抗拉强度(600MPa以上)。2.Nb细化晶粒。Cu通过其析出物达到沉淀强化 。3.由于含Cu元素，为了避免热成型过程中的脆性，加入了Ni,并控制Cu/Ni比率为1/2左右。 3.机械性能 标准屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)延伸率（%）硬度(HB)CVN（J）EN102162440 610-780 17(横向)19(纵向) 25227(横向)40(纵向)高温强度温度() 100 200 300 400屈服强度(MPa)Min422 402 382 343抗拉强度(MPa)Min540 520 520 500最大许用应力(按ASME标准)温度（）

5、 许用应力（MPa)951771501733151733701664251664001565. Ac1、Ac3温度与CCT转变图Ac1、Ac3与成分WB36钢的Ac1 725 ，Ac3 870。化学成分对其影响很小。 4.应用：主要用于壁温500的大口径(76-660mm)锅炉用厚壁钢管、集箱、锅筒、管道等。 很少在蠕变温度范围内工作。第二部分第二部分 焊接性分析焊接性分析1.WB36钢的冷裂敏感性(1)理论分析：根据IIW碳当量公式 WB36钢Ceq=0.34-0.73。 从理论分析与实验证明:WB36钢具有一定的冷裂倾向。焊前预热到150200，焊后采用590610热处理，能较好地避免焊接

6、冷裂纹，保证接头的性能要求。1556CuNiVMoCrMnCCeq(2)实验验证 文献：分别采用以下方法研究了WB36钢的冷裂敏感性：焊接热影响区最高硬度试验法斜Y型坡口焊接试验法插销试验法平板刚性拘束试验法研究结论：A.WB36钢具有一定的冷裂敏感性。 B.焊接中为了防止产生冷裂纹，焊前应将工件预热到200。如施焊条件较好，拘束度不大，最低预热温度可为150。2.再热裂纹试验(1)理论分析：再热裂纹敏感度G公式： GCr+3.3Mo+8.1V-1.39(%). 当G0时，该钢具有再热裂纹敏感性。消除应力热处理裂纹敏感性指数Psr公式：Psr=Cr+Cu+2Mo+10V+7Nb+5Ti-2(%

7、).当Psr0时，该钢具有再热裂纹敏感性. 根据计算，成分上限时，可能会出现热裂纹。G和Psr计算结果：上限成分下限成分GPsrGPsr0.740.63-0.69 -1.06(2)实验验证3文采用斜Y坡口试验法，研究了WB36钢的热裂纹敏感性，认为WB36钢无再热裂纹倾向。 结论：根据以上的试验与估算，认为可能存在一定的热裂纹敏感性。工程实际中将焊接接头适当预热是必要和恰当的。3.T8/5及热处理制度对接头韧性的影响 3、 6文研究了T8/5及热处理制度对接头韧性的影响。研究结论认为：WB36钢随着T8/5增加，韧性提高；随着热处理温度的提高，韧性提高。而且热处理温度的提高对韧性提高的影响极为

8、明显。所以尽管从实验结果看，这种材料的热处理温度范围（530620）和时间范围（1.515h）很大，实际工程中，应慎重采用热处理规范下限，以保证接头的冲击韧性。4.WB36焊接性分析小结WB36钢是一种焊接性能较好的钢。焊接中要选择合适的焊接材料，焊前预热150-200 、焊后回火，能较好地避免焊接冷裂纹。从接头韧性考虑，热处理温度以590610为宜。第三部分工艺试验1.工艺试验材料 试件尺寸：355.625.4（mm） 焊接方法: GTAW/SMAW 焊接材料:选用英国Metrode公司的焊材.焊条:1NiMoB 规格3.2、 4.0；焊丝:MnMoTIG，规格2.4。 Metrode焊材成

9、分CMnSiSPCrNiMoCu1NiMoB0.070.120.81.50.20.50.0200.0250.300.81.20.200.450.10MnMoTIG0.070.121.62.10.500.800.0250.0250.150.400.600.042.焊接工艺参数3.热过程曲线 4.检验(1)接头外观、射线、断口、弯曲等检查和试验均合格 ；(2)抗拉强度：610-620MPa;(3)硬度：母材：180HB HAZ：187HB 焊缝：212HB(4)金相：A、母材贝氏体+铁素体B、焊缝贝氏体组织C、热影响区贝氏体+铁素体5.结论 接头的检验结果符合SD34089标准要求, 工艺评定合格.第四部分 工程应用情况 蒲圻电厂2300MW火电机组中，主给水管采用WB36钢，每台机组WB36钢焊口规格为244.520的61个，规格为355.625的95个。采用经上述评定的焊接工艺进行焊接，焊后312个焊口检验全部一次合格，特别是未发现裂纹等缺陷。接头区焊缝硬度在180200HB之间，热影响区硬度在165195HB之间。第五部分 结论 WB36是一种含Ni、Cu、Nb等合金元素的低合金钢。应注意选择成分合适的焊材。 WB36钢具的一定的冷裂倾向，再热