作者：cnfd
· 发布：2025-11-02 21:47
· 更新：2025-11-02 21:47
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一、材料特点与焊接难点
| 项目 | T91 | P22 | 焊接配合问题 |
|---|
| 含Cr量 | 9% | 2.25% | 金属间稀释后成分差异大，热影响区硬度梯度明显 |
| 材料强度级别 | 高 | 中 | 易形成“软化—硬化”组合区 |
| 焊接性 | 中等偏差 | 较好 | 异材焊应严格控制热输入与层间温度 |
| 热处理要求 | 必须回火 | 必须回火 | 两者回火温度范围差异较大，需折中控制 |
二、焊接材料与工艺选择
- 推荐焊材（以异材接头为例）
- 若主要服役温度 ≤ 540 ℃：选 ER80S-B2 / E8018-B2（靠近P22一侧，降低热裂倾向）。
- 若服役温度 ≥ 540 ℃ 或要求长期蠕变性能：选 ER90S-B9 / E9018-B9（靠近T91一侧，匹配强度）。
- 最佳方案：以 T91 强度为准（B9类），但控制稀释率，使焊缝金相组织介于两材之间。
- 焊接方法
- 打底层：TIG（GTAW）；
- 填充盖面：SMAW（手弧）或SAW；
- 角焊缝宜采用多层、多道、窄道焊；焊缝角度 ≤ 60°；
- 避免一次成形厚焊，防止横裂。
- 预热与层间温度
- 预热温度：200–250 ℃；
- 层间温度：保持在 250–300 ℃；
- 防止过高引起晶粒长大，也避免过低导致冷裂。
- 热输入控制
- 热输入：0.8–1.5 kJ/mm；
- 焊速适中、道间清渣彻底；
- 每层焊后轻敲针击，释放应力。
三、焊接操作要点
- 打底层
- 小电流（70–90 A TIG）；
- 确保根部熔合良好，无未熔合；
- 用同类或中间过渡焊丝（ER90S-B3 或 B9）；
- 禁止带湿焊条，焊条烘干 350 ℃×1h。
- 多层焊
- 各层厚度 ≤3 mm，连续焊接；
- 层间温度严格监控；
- 焊缝金属不得夹渣或产生未焊透；
- 每层冷却到层间温度后方可继续。
- 收弧与接头控制
- 收弧处回填，防止弧坑裂纹；
- 多道交叉布置，减少应力集中。
四、焊后热处理（PWHT）要点
| 项目 | T91要求 | P22要求 | 异材折中处理 |
|---|
| 温度范围 | 730–780 ℃ | 690–720 ℃ | 730 ±10 ℃（折中） |
| 保温时间 | ≥2h（壁厚25mm以内） | ≥2h | 按厚度每25mm加1h，推荐3h |
| 升降温速率 | ≤110 ℃/h | ≤110 ℃/h | 统一控制缓升缓降 |
| 冷却方式 | 炉冷至300 ℃以下出炉空冷 | 同左 | 同左 |
⚠️ 注意：
- 不可只按P22下限温度，否则T91区域组织回火不足；
- 不可按T91上限长时处理，否则P22端过回火软化；
- 异材焊接优先选 接近T91一侧的强度匹配焊材，热处理取折中值。
五、质量控制与检测
- 硬度：焊缝金属 ≤ 250 HV10；热影响区 ≤ 270 HV10。
- 金相：焊缝区为回火马氏体/贝氏体组织，无未回火马氏体。
- NDT检测：100% PT/MT；必要时UT/TOFD。
- 外观：成形平顺，焊趾圆滑，无咬边/气孔/裂纹。
六、常见缺陷与防控
| 缺陷类型 | 原因 | 防控措施 |
|---|
| 冷裂纹 | 预热不足、氢含量高 | 预热→控层温→低氢焊条 |
| 热裂纹 | 成分偏高、应力集中 | 控热输入、加缓冷 |
| HAZ硬化 | 层间温度低或未热处理 | 严格PWHT |
| 强度不匹配 | 焊材错误或过度稀释 | 控焊材种类、焊道位置 |
七、总结要点
✅ 异材T91–P22角焊缝以T91端为主设计；
✅ 预热200–250 ℃，层间≤300 ℃；
✅ 选B9类焊材并严格控制热输入；
✅ PWHT 730 ℃×2–3h炉冷；
✅ 焊后硬度≤270 HV，组织为回火马氏体；
✅ 全面PT/UT检测并留焊接、热处理记录。