15MnVR鋼壓力容器筒體環(huán)縫的焊接工藝規(guī)程及評定報告

張起亮

(安陽市高級技工學(xué)校，河南安陽455000)

壓力容器受壓殼體上的各種焊縫（見圖1），包括筒體縱縫、環(huán)縫、接管焊縫、人孔加強圈焊縫、復(fù)合堆焊層、支座及附件與筒體相焊的焊縫，都應(yīng)編制相應(yīng)的焊接工藝規(guī)程，做焊接工藝評定報告?，F(xiàn)有一壁厚為50mm的15MnVR鋼壓力容器，為了對其筒體環(huán)縫進(jìn)行焊接,我們提出了以焊條電弧焊封底，埋弧焊蓋面的焊接方法，制定了15MnVR鋼壓力容器筒體環(huán)縫的焊接的焊接工藝規(guī)程，做出了焊接工藝評定報告。

1 焊接性分析

15MnVR鋼是常用的壓力容器鋼種之一，屬低合金高強鋼，它是在16Mn的基礎(chǔ)上增加V(w(V)=（0.4﹪～0.12﹪），使晶粒細(xì)化和沉淀強化，其化學(xué)成分和力學(xué)性能分別見表1、表2。

表1 15MnVR鋼的主要化學(xué)成分（GB6654-1996）[2]

15MnVR的Ceq和Pcm的計算如下

根據(jù)計算可知15MnVR鋼焊接性較好，淬硬傾向不大，對中厚板的焊接需預(yù)熱100～150℃。由于含有V，有回火傾向，焊后應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力處理。采用埋弧焊能提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度和生產(chǎn)成本。

2 環(huán)縫坡口的制備

壓力容器筒體環(huán)縫的坡口形式，取決于其壁厚及所選用的焊接工藝方法。由于15MnVR鋼壓力容器筒體壁厚為50mm，所以采用大型立式車床對其環(huán)縫接頭坡口進(jìn)行加工。坡口形狀及尺寸如圖2。

如圖2所示筒體環(huán)縫的外口為U型坡口，內(nèi)口為V型坡口，坡口角度為70°,鈍邊為2mm。環(huán)縫內(nèi)口采用焊條電弧焊，根據(jù)等強度的原則，我們選用E5515,Φ4mm、Φ5mm焊條，焊機為ZX7-400S。外口清根后采用埋弧焊，用MZ-1250Ⅲ埋弧焊機。選用直徑Φ4mm的H08MnMoA焊絲和焊劑HJ350。H08MnMoA焊絲的化學(xué)成分詳見表3。

3 焊接工藝規(guī)程的制定

15MnVR鋼壓力容器筒體環(huán)縫的焊接的焊接工藝規(guī)程編制如表4。

1)焊前準(zhǔn)備。參照表4。

2）焊前預(yù)熱。將焊件坡口兩側(cè)各150～200mm范圍內(nèi)母材預(yù)熱到150℃，以降低焊后冷卻速度，減小淬硬傾向及焊接殘余應(yīng)力，防止冷裂紋的產(chǎn)生。

3）焊接。焊接方法、焊接材料、坡口形式及焊接工藝參數(shù)均與工藝評定時的相同，可參照表4、5。

4）焊后熱處理。焊后進(jìn)行消應(yīng)力處理，焊接熱處理參數(shù)詳見表4。

5）焊接檢驗及結(jié)果。按技術(shù)要求對焊縫的外觀進(jìn)行檢驗。對所有焊縫按JB 4730-94進(jìn)行X射線探傷。

表3 國產(chǎn)H08MnMoA焊絲的主要化學(xué)成分（GB/T12470-2003,GB/T14957-1994）[3]

表4 15MnVR鋼壓力容器筒體環(huán)縫的焊接的4 15MnVR鋼壓力容器筒體環(huán)縫的焊接

續(xù)表4

5 焊接工藝評定

對于壁厚為50mm的15MnVR鋼壓力容器筒體環(huán)縫的焊接。我們提出了以焊條電弧焊封底，埋弧焊蓋面的焊接方法，制定了15MnVR鋼壓力容器筒體環(huán)縫的焊接的焊接工藝規(guī)程，做出了焊接工藝評定報告，如表5。

表5 15MnVR鋼壓力容器筒體環(huán)縫的焊接工藝評定報告

續(xù)表5

6 結(jié)語

本文采用焊條電弧焊封底，埋弧焊蓋面的焊接方法對15MnVR鋼壓力容器筒體環(huán)縫進(jìn)行焊接，制定了15MnVR鋼壓力容器筒體環(huán)縫的焊接的焊接工藝規(guī)程，做出了焊接工藝評定報告。實踐證明，采用焊條電弧焊與埋弧焊相結(jié)合的方法對15MnVR鋼壓力容器筒體環(huán)縫進(jìn)行焊接，工藝合理，效率高，質(zhì)量好。

[1]陳裕川.焊接工藝設(shè)計與實例分析[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009．

[2]楊松.鍋爐壓力容器焊接技術(shù)培訓(xùn)教材[M].北京:機械工業(yè)出版社，2005.