珠光體耐熱鋼的焊接工藝

珠光體耐熱鋼的焊接工藝，主要有兩個問題：一是淬硬性傾向較大，易產生冷裂紋。珠光體耐熱鋼中含有一定量的鉻和鉬及其它合金元素，因此，在焊接熱影響區有較大的淬硬傾向，焊後在空氣中冷卻，熱影響區常會出現硬脆的馬氏體組織；在低溫焊接或焊接剛度較大的結構時，易產生冷裂紋。

其二是焊後熱處理過程中易產生再熱裂紋，珠光體耐熱鋼含有Cr、Mo、V、Ti、Nb等強烈的碳化物形成元素，從而使焊接接頭過熱區熱處理（高溫回火或去應力退火）過程中易產生再熱裂紋（或稱消除應力處理裂紋）。總的來說就是焊前預熱，焊後熱處理，焊接時小規範。另外，某些珠光體耐熱鋼及其焊接接頭，當存在一定量的殘餘元素（如PAsSbSn等）時，在350～500℃溫度區間常期執行過程中，會發生劇烈脆現象，也可稱作回火脆性。

珠光體耐熱鋼的焊接方法主要有：焊條電弧焊、埋弧焊、鎢極氬弧焊、二氧化碳氣體保護焊、電渣焊。其中在焊接重要的高壓管道時，常用鎢極氬弧焊打底焊，再用焊條電弧焊或熔化極氣體保護焊焊填充焊和蓋面焊。鎢極氬弧焊電弧氣氛具有超低氫的特點，焊接珠光體耐熱鋼時，可以降低預熱溫度，有時甚至可以不預熱。

珠光體耐熱鋼的焊材選定見圖1，為了保證焊縫金屬的耐熱效能，進行焊條電弧焊前選擇焊條是根據母材的化學成分，而不是根據母材的力學效能；選用的鉬和鉻鉬珠光體耐熱鋼焊條的鉻、鉬等合金元素應與母材相當或略高於母材，另外還可以選用奧氏體不鏽鋼焊條，焊後一般不做熱處理。

珠光體耐熱鋼的焊接工藝具體地講是這樣的：焊前預熱，預熱是避免生成脆性組織，減少焊接應力，防止產生焊接冷裂紋的有效措施之一。由於鉻鉬珠光體耐熱鋼的淬硬冷裂傾響較大，因此預熱是焊接鉻鉬珠光體耐熱鋼的重要工藝措施，不論是定位焊還是焊接過程中都應預熱，並保持略高於預熱溫度的層間溫度。預熱溫度根據鋼的化學成分，接頭的拘束度和焊縫金屬的含氫量來選定，預熱應與層間溫度和焊後熱處理一起考慮，要知道預熱溫度並非越高越好，用鎢極氬弧焊打底和CO2焊時，可降低預熱溫度或不預熱。在大型焊接結構的製造中，對焊件進行區域性預熱可以取得與整體預熱相近的效果，但必須保證預熱寬度大於所焊壁厚的4倍，且至少不小於150mm，保證焊件內外表面均達到預熱溫度。

焊後保溫及緩冷是非常必要的，從焊接結束到焊後熱處理裝爐這段時間裡，鉻鉬珠光體耐熱鋼焊接接頭產生裂紋的危險性最大。因此，焊後應立即用石棉布覆蓋焊縫及熱影響區進行保溫，使其緩慢冷卻，這是簡單而可靠的措施，是將接頭按層間溫度（預熱溫度的上限）保溫2～3h的低溫後熱處理，這樣才基本上消除焊縫中的擴散氫。

焊後熱處理主要是立即進行高溫回火，以防產生延遲裂紋，消除焊接殘餘應力和改善接頭組織與效能，提高焊接接頭的綜合力學效能。對於鉻鉬珠光體耐熱鋼，擬定焊後熱處理的溫度時應儘量避開再熱裂紋傾向敏感的溫度範圍，在避開回火脆性敏感的溫度範圍，規定在危險溫度範圍內較快的加熱速度。珠光體耐熱鋼在焊接時，應採用小規範，即採用較小的熱輸入，這樣有利於減小焊接應力，細化晶粒，改善組織，提高衝擊韌度。