15CrMo鋼闆系珠光體(tǐ)組織耐熱鋼，在高溫下具有較高的熱強性（δb≥440MPa）和抗氧化性，并具有一定的抗氫腐蝕能力。由于鋼中(zhōng)含有較高含量的Cr、C和其它合金元素，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(gōng)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(diàn)弧焊蓋面，焊後進行局部熱處理。焊後熱處理
采用方案Ⅰ焊接的試件，焊後應進行局部高溫回火處理。熱處理的工(gōng)藝為：升溫速度為200℃/h，升到715℃保溫1小(xiǎo)時15分鐘(zhōng)，降溫速度100℃/h，降到300℃後空冷(lěng)。具體(tǐ)采用JL-4型履帶式電(diàn)加熱器（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(diàn)加熱器自動(dòng)控溫儀。
焊接工(gōng)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(yǐng)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(gōng)藝
2.1 焊接材料
   針對15CrMo鋼的焊接性及現場高壓管道的工(gōng)作(zuò)特點，根據以往的經驗，參照國外提供的焊接工(gōng)藝卡，我們(men)選擇了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(diàn)弧焊蓋面，焊後進行局部熱處理。
方案Ⅱ：采用ER80S-B2L焊絲，T1G焊打底，E309Mo-16焊條，焊條填充電(diàn)弧焊蓋面，焊後不(bù)進行熱處理。焊絲和焊條的化學成分及力學性能見表1。
表1 焊接材料的化學成分和力學性能
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φ325×25，坡口型式及尺寸見圖1。
焊前用角向磨光機(jī)将坡口内外及坡口邊緣50mm範圍内打磨至露出金屬光澤，然後用丙酮清洗幹淨。
試件為水平固定位置，對口間(jiān)隙為4mm，采用手工(gōng)鎢極氩弧焊沿園周均勻點焊六處，每處點固長度應不(bù)小(xiǎo)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 保溫時間(jiān)
E8018-B2 300 ℃ 2h
E309Mo-16 150 ℃ 1.5h
工(gōng)藝參數
按方案Ⅰ焊前需進行預熱，根據Tto-Bessyo等人提出的計算預熱溫度公式：
To=350√[C]-0.25（℃） 式中(zhōng)，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(zhōng)，
[C]x——成分碳當量；
[C]p——尺寸碳當量； S——試件厚度（本文中(zhōng)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150℃。采用氧-乙炔焰對試件進行加溫，先用測溫筆(bǐ)粗略判斷試件表面的的溫度（以筆(bǐ)迹顔色變化快慢進行估計），最後用半導體(tǐ)點溫計測定，測量點至少(shǎo)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，第一層采用手工(gōng)鎢極氩弧焊打底，為避免仰焊處焊縫背面産生凹陷，送絲時采用内填絲法，即焊絲通過對口間(jiān)隙從管内送入。其餘各層采用焊條電(diàn)弧焊，共焊6層，每個焊層一條焊道。方案Ⅰ和方案Ⅱ的焊接工(gōng)藝參數見表3、4。按方案Ⅰ焊
表3 方案Ⅰ的焊接工(gōng)藝參數
焊道名稱 焊接方法 焊接材料 焊材規格/mm 焊接電(diàn)流/A 電(diàn)弧電(diàn)壓/V 預熱及層間(jiān)溫度 熱處理規範
打底層 鎢闆氩弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12
填充層 焊條電(diàn)弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25150℃ 715。×75min
蓋面層 焊條電(diàn)弧焊 E8018-B2 φ3.2 5 85～90 23～25
表4 方案Ⅱ的焊接工(gōng)藝參數
焊道名稱 焊接方法 焊接材料 焊材規格/mm 焊接電(diàn)流/A 電(diàn)弧電(diàn)壓/V 預熱及層間(jiān)溫度 熱處理規範
打底層 鎢闆氩弧焊 ER80S-B2L φ2.4 110 12
填充層 焊條電(diàn)弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24 / /
蓋面層 焊條電(diàn)弧焊 E309Mo-16 φ3.2 90～95 22～24
接時，層間(jiān)溫度應不(bù)低于150℃，為防止中(zhōng)斷焊接而引起試件的降溫，施焊時應由二名焊工(gōng)交替操作(zuò)，焊後應立即采取保溫緩冷(lěng)措施。
2.4 焊後熱處理
3 焊接工(gōng)藝評定試驗
   試件焊後按JB4730-94《壓力容器無損檢測》标準進行100%的超聲波探傷檢驗，焊縫Ⅰ級合格。按JB4708《鋼制壓力容器焊接工(gōng)藝評定》标準進行焊接工(gōng)藝評定試驗。評定結果見表5。
表5 焊接工(gōng)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(yǐng)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，說明焊縫的抗拉強度高于母材；彎曲試驗全部合格，說明焊縫的塑性較好(hǎo)。根據表5中(zhōng)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的焊後熱處理規範比較理想，高溫回火不(bù)僅達到了改善接頭組織和性能目的，而且使韌性與強度配合适當。從室溫機(jī)械性能結果可知，所推薦的兩種焊接工(gōng)藝方案均可用于現場施工(gōng)。方案Ⅰ采用了與母材成分接近的焊條，焊縫性能同母材匹配，焊縫應具有較高的熱強性，焊縫在高溫下長期使用不(bù)易破壞。難點是焊後熱處理規範較為嚴格，回火溫度和保溫時間(jiān)及加熱和冷(lěng)卻速度控制不(bù)當反而會引起焊縫性能下降。方案Ⅱ采用了奧氏體(tǐ)不(bù)鏽鋼焊條施焊，雖然可以省去焊後熱處理，但由于焊縫與母材膨脹系數不(bù)同，長期高溫工(gōng)作(zuò)時可發生碳的擴散遷移現象，容易導緻焊縫在熔合區發生破壞。因此，從使用可靠性考慮，現場采用方案Ⅰ施焊更為穩妥。
4 結論
15CrMo鋼厚壁高壓管的焊接采用兩種焊接方案均為可行。為了保證焊縫性能同母材匹配且具有較高的熱強性，采用方案Ⅰ效果更佳，關鍵是要嚴格控制焊後熱處理工(gōng)藝。
方案Ⅱ雖可省去焊後熱處理，但焊縫在高溫下發生碳的遷移擴散而導緻焊縫破壞的可能性不(bù)容忽視，因此，隻有在焊後無法進行熱處理時才慎重采用。
15crmo鋼闆重量計算公式：長×寬×厚×0.00785=kg/m
外圈變黃
15CrMo合金鋼闆是二軋料軋制一個道次外圈開始變黃還不(bù)是鏽這是什麼原因？
為清除15CrMo合金鋼闆表面的氧化鐵皮,當前多用浸漬連續酸洗法,酸洗後的15CrMo合金鋼闆表面常附有酸液,為此,需用冷(lěng)水或溫水清洗,但洗後15CrMo合金鋼闆表面經常産生黃鏽。嚴重影(yǐng)響成品表面質量。日本為消除這一缺陷,研究了變黃機(jī)理。以鹽酸為例有如下反成:
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)表示在濕闆表面上于水溶液中(zhōng)的平衡狀态,Fe(OH)_2及HCl不(bù)呈現黃色。
式(2)是開始幹燥的鋼闆,由于空氣中(zhōng)氧的作(zuò)用,使Fe(OH)_2氧化,呈不(bù)溶于水的狀态。則FeO·OH在15CrMo合金鋼闆表面上變成黃鏽。
化學成份

力學性能

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