新型合金钢焊接工艺和缺陷处理工艺探讨

丁强

摘要：在工业生产加工过程中，焊接是一种重要的技术手段，应用新型合金钢焊接工业可优化工业企业的制造生产，亦可提升工业企业的经济价值空间。P91与T91是两种新型的合金钢材，被广泛应用于工业制造当中，文章从低碳合金钢焊接工艺与缺陷处理工艺两方面展开讨论，以此发挥出新型合金钢焊接的优势作用。

关键词：新型合金钢;焊接工艺;缺陷处理;工业制造

P91合金管是经过实心管坯经穿孔后轧制而成的，根据生产方式不同可分为热轧管、冷轧管、冷拔管和挤压管等[1]。P91合金管是一种低合金机构或者是合金结构钢轧制的普通碳素结构钢，主要应用于输送流体的管道或者是结构零件焊接中，锅炉用P91合金管、地质用P91合金管和石油用无缝管等。T91合金是在 121MoV钢的基础上降低含碳量，并且严格控制硫、磷的含量，在此基础上，添加少量的钒、铌元素进行合金化的新型合金钢管[2]。

1.新型合金钢焊接前期准备

技术人员在应用新型合金钢实施焊接工艺前，需要做好充分的准备。首先，结合新型合金钢材的性质性能特点及产品结构设计要求，确定焊接工艺的重点与难点。其次，焊接技术人员应严格按照焊接工艺相关的标准要求，仔细检查焊接基材及单件，保证使用的零部件符合焊接工艺的要求，以此提高新型合金钢的焊接质量[3]。最后，焊接技术人员需要做好领零部件的清理工作，将表面的污渍、铁锈、灰尘等彻底清理干净，科学规划焊接装备和材料的使用顺利，有效防止在实际的焊接过程中出现零部件丢失的情况，从而构建完整的焊接工艺流程。

2.新型合金钢焊接预热温度选择

T91合金钢的Ms点大约为400摄氏度，通常情况下预热温度设定在200摄氏度至250摄氏度之间。预热温度应保持在一定的合理范围内，如果预热温度过高，就会降低接头冷却速度，进而导致在焊接接头过程中引发晶界处碳化物析出及形成铁素体组织，从而在极大程度上减少T91合金钢材焊接接头的室温时冲击韧性。在这种低合金结构与低碳新型合金钢材焊接过程中，比较容易出行冷萃问题，可能会严重降合金钢材的焊接效果。为了更好地展现新型合金钢材的力学性能，焊接技术人员需要科学的选择合金钢材的预热温度，综合焊接元件的厚度准确计算焊接的预热温度，对预热温度进行合理的控制，以此实现更佳的焊接工艺效果。

3.新型合金钢焊接处理过程

要想体现出优质的合金钢管焊接工艺效果，焊接技术人员就应当整合焊接环境、元件参数、技术技能及焊接机械设备等综合因素，以此为前提确定新型合金钢材的焊接方法。一般来说，焊接技术人员会选择手工电焊及熔化极气体保护焊等手段，使新型合金钢材焊接符合工业加工制造的标准。考虑到T91、P91等低碳、低合金钢材的物理性能，焊接技术人员在进行低碳钢与低合金焊接工艺施工中，可除去钢材焊接后的热处理环节。如果焊接技术人员使用电渣焊焊接方式，应当借助会后处理消除电渣焊焊接带来的不良影响。条件允许的情况下，焊接技术人员可进行新型合金钢材焊接方法的创新，将不同类型的材料焊接方式进行有机结合，寻找焊接效果更加突出的焊接手段。在合金钢焊接过程中极易出现未焊透、焊接裂缝和应力集中等问题，类似情况的发生会在一定程度上降低焊接合金钢体结构的稳定性。因此，焊接技术人员应当全面了解并掌握新型合金钢基材的焊缝错变量，如果合金板材的厚度不大于20毫米，那么焊缝错变量因控制在1/8的标准范围内。除此之外，焊接技术人员确定好焊接参数后，应结合新型钢材的焊接实际需求设置焊接点及焊缝，再针对其他可能干扰焊接效果的因素加以排出，比如检查焊接处是否有污垢杂质等，以此确保新型合金钢焊接施工满足相应的质量规范。

4.新型合金钢热输入控制

T91合金钢具备相对比较高的冷裂倾向，在一定条件作用下，很可能产生延迟裂纹，因此焊接技术人员需要在新型合金钢材焊接完成后的24小时之内进行回火处理，将其转变为回火马氏体，以此展现出更好的焊接效果。在新型合金钢焊接过程中，氢是影响合金钢焊接接头出现问题的主要因素，如果焊接技术人员没有采取有效的处理措施加以解决，就会大大降低新型合金钢基材的焊接质量。基于这种情况，焊接技术人员可在钢材焊接环节中适当地泽井热量输入，避免新型合金钢出现焊接裂缝。在热能作用下将新型合金钢体中的氢气彻底排出，保持电压、电弧稳定输出，此时焊接技术人员合理调整焊接速度，并适当地增加电焊电流，以此提升新型合金钢的强度与韧性，从而防止其构成马氏体组织。

5.新型合金钢焊接缺陷处理

（1）焊缝冷叠加

缺陷判断：焊道之间、焊缝与基材之间是否存在尖锐的缝隙，这种情况多发生于多道焊的角焊缝上

缺陷成因：焊缝层层冷堆在一起，无法融合，造成这种情况的主要原因是电压偏低、焊速过慢及摆幅过大。

处理办法：打磨或者是以其他方式除去不良的焊接缝，重新进行焊接。

（2）焊缝单侧焊透

缺陷判断：这种缺陷在外观上不能做出准确判断，在观察剖切面时能发现一侧已融透，而一侧未融合。

缺陷成因：焊接的二测基材不相同是，焊接电压调试及焊枪的只想存在不合理之处导致此类问题。

处理办法：去除不良焊缝段，重新调整焊枪指向，并加大焊接电流电压重新进行焊接

（3）焊瘤以及烧穿

缺陷判断：通过目测可观察到大量的焊接金属突出，并移向焊接基材上。

缺陷成因：焊接电流电压过大、焊接速度使用不合理、焊枪角度不合理。

处理办法：打磨或者是以其他方式除去不良的焊缝段，合理降低焊接电流及电压、有效控制焊接速度，并科学调整焊枪的指向。

（4）气孔

缺陷判断：在焊缝表面通过肉眼可观察到大小不一的圆孔，打磨后可见蜂窝状、针点状及线型气孔等。

缺陷成因：保护气体流速及气压不足，再加上焊接环境不理想、焊接基材清理不彻底和焊丝干伸长过大

处理办法：除去不良的焊缝段，增加保护气体的气压流速或者是及时更换行的气瓶、清理干净焊接基材，避免焊接作业环境中的风速影响焊接效果，并合理减少焊丝干伸长。

（5）焊道内裂纹

缺陷判断：以目测可见焊缝中间线性、间断性裂开。

缺陷成因：当焊缝较深较窄时，焊接电流电压过大或是过小且焊接速度过快，造成焊接冷却快速应力集中而产生裂缝。

处理办法：打磨或者是以其他方式去除缺陷段焊缝，重新焊接，并调整焊接电流电压、适当地降低焊接速度。

（6）弧坑

缺陷判断：在合金钢体焊缝收尾处形成低于焊缝高度的凹陷坑。

缺陷成因：焊缝未做收弧动作处理

处理办法：打磨去除缺陷处，重现实施焊接，在使用焊条电弧进行收弧过程中，应确保焊丝字熔池处稍作停留，且停留电流不小于焊接电流的60%，等到熔池金属填满后再引向一侧熄弧。

结论：

综上所述，焊接技术人员在进行新型合金钢焊接施工过程中，应当做好焊接前期准备工作、科学合理选择新型合金钢焊接预热温度、优化焊接处理过程以及加强新型合金钢焊接热输入控制。与此同时，针对合金钢焊接缺陷处理工艺进行深入研究，积极寻找到有效的缺陷补救处理方法，以此提升新型合金钢焊接施工质量。

参考文献：

[1]李胜利，杨新岐，唐文珅，李会军. 新型9Cr-1Mo钢搅拌摩擦焊接头组织及性能[J]. 焊接学报，2019，40（04）：28-35+162.

[2]杜亮，赵新文，孙存辉，张云来，葛惠琴. 浅谈铬钼钢管焊口背面跟踪保护焊技术[J]. 石化技术，2019，26（07）：178-179.

[3]惠恬静，雷步芳，李永堂，贾璐. P9厚壁管铸挤复合成形工艺参数对组织和力學性能的影响[J].机械工程学报，2018，54（12）：156-164.