蒸汽蓄熱器是中、高壓鍋爐必配的設備。某廠制作的蒸汽蓄熱器，其直徑為2560mm,長度10863mm，工作介質為水蒸汽，設計溫度250℃，設計壓力2.7MPa；其主體材料為低合金高強鋼15MnVR，厚度為34mm。為提高勞動生產率，降低勞動強度和生產成本,選用埋弧自動焊焊接方法進行焊接。其縱、環(huán)焊縫要求進行100%射線探傷．符合JB4730-94，Ⅱ級合格。

根據IIW推薦的碳當量Ceq計算公式和日本的化學成分冷裂紋敏感指數Pcm、焊接冷裂紋敏感指數Pc和焊前預熱溫度T0計算公式計算出15MnNbVR鋼的焊接冷裂紋敏感指數及預熱溫度，該鋼焊接性較好，淬硬傾向不大。

15MnVR鋼中C、S、P含量較低，塑性、韌性較高，因此，對再熱裂紋不敏感。再熱裂紋主要表現是層狀撕裂。產生層狀撕裂不受鋼材種類和強度級別限制，主要與板厚有關。采取焊前預熱，可有效防止層狀撕裂。

15MnVR鋼含碳量較低，含Mn量較高，Mn/S比能達到要求，具有較好的抗熱裂性能，正常情況下焊縫中不會出現熱裂紋。但當材料成分不合格，或因嚴重偏析使局部C、S含量偏高時，容易出現熱裂紋。采用含Mn較高的焊絲、含SiO2較低的焊劑，可降低焊縫中的含碳量和提高焊縫中的含錳量，解決熱裂紋問題。

隨著焊接預熱溫度、層間溫度和焊接熱輸入的增加，當熱影響區(qū)被加熱到1100℃以上時，其粗晶區(qū)的晶粒將迅速長大或出現魏氏組織而使韌性下降，出現脆化段，導致焊縫沖擊性能下降。因此，焊接過程中保持低的焊接線能量是保證焊縫沖擊吸收功的關鍵。

為了確保產品焊接質量，在擬定其焊接工藝時，應以防止接頭各區(qū)馬氏體組織和冷裂形成為基本出發(fā)點，采取控制線能量、采用低氫的焊接材料、焊前預熱、保持層間溫度、進行后熱或焊后作消氫處理等工藝措施。焊接線能量控制在15～55kJ/cm之間，焊接工藝參數見表1。焊前預熱溫度為100～150℃條件下預熱0.5h；層間溫度150～200℃；焊后熱處理溫度550～650℃，保溫1.2～1.8h，分階段降溫。

表 1 蒸汽蓄熱器15MnVR 鋼焊接工藝參數

環(huán)境溫度22℃，焊前100～150℃條件下預熱0.5h，焊接層間溫度150～200℃。焊接接頭經外觀和金相檢查未發(fā)現氣孔、裂紋、夾渣等缺陷，100%X射線探傷+100%超聲探傷，評定結果為I級。焊接接頭力學性能試驗分別按GB228《金屬拉力試驗法》、GB323《金屬彎曲試驗法》和GB2106《金屬夏比（V型）沖擊試驗法》的規(guī)定進行，結果如下：σb=549～680MPa；接頭側彎試樣尺寸260mm×20mm×10mm，彎軸直徑30mm，彎曲角度180°；沖擊韌度的平均值為120J/cm2、離熔合線1mm處熱影響區(qū)的沖擊韌度平均值為122J/cm2；硬度平均值為l96HV、熱影響區(qū)硬度平均值為l90HV、母材平均硬度為l80HV。各項性能指標均合格。

采用焊條電弧焊與埋弧焊相結合的方法進行焊接，可以提高焊接效率，節(jié)約焊接成本。制定合理的焊接工藝參數，并采取控制焊前預熱、控制層溫、焊接線能量以及焊后熱處理等工藝措施，可以獲得綜合性能良好的焊接質量。（榕霖）