預(yù)熱溫度對大口徑鋼管焊接冷裂紋敏感性的影響

　大口徑焊管是一種新型鐵素體耐熱管，是在T23、F11、F12、T/P91、T/P92等前幾代鐵素體耐熱鋼的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化C、Nb、V等元素，添加0.03%的N元素，用W代替部分Mo元素，并添加高達3%的Co元素，使得其高溫蠕變性能得到了大幅提高，預(yù)期600℃、105h條件下的蠕變斷裂強度可達180MPa，是超超臨界汽輪機噴嘴結(jié)構(gòu)的**國產(chǎn)化材料之一。汽輪機噴嘴結(jié)構(gòu)特殊，焊接坡口深且窄，焊接量大且剛性固定。由于焊接過程中不均勻的加熱和冷卻，使得焊縫及其附近金屬產(chǎn)生非均勻的膨脹和收縮，進而引起焊接殘余應(yīng)力和各類焊接變形，易于誘發(fā)裂紋。
　　研究表明，鐵素體耐熱鋼冷裂敏感性較大，多數(shù)需要焊前預(yù)熱，12Cr10Co3W2Mo耐熱鋼作為新型材料，目前尚未有關(guān)于其焊接性研究的報道。西安交大研究人員采用插銷試驗方法，對12Cr10Co3W2Mo鋼在不同預(yù)熱溫度下臨界斷裂應(yīng)力進行了研究，探討了冷裂敏感性變化的原因，試圖為其在工程應(yīng)用中預(yù)熱溫度的選擇提供一定的參考和理論依據(jù)。

　　試驗結(jié)果表明：
　?。?）1大口徑焊管冷裂敏感性強，提高預(yù)熱溫度可以明顯提高臨界斷裂應(yīng)力，焊前預(yù)熱320℃時可有效防止冷裂紋的產(chǎn)生。
　?。?）當(dāng)采用焊條手工電弧焊接方法時，臨界斷裂應(yīng)力隨預(yù)熱溫度的升高呈線性增加趨勢，其擬合公式為σcr=177.5+1.38To。
　?。?）在各預(yù)熱溫度下，大口徑焊管焊接接頭粗晶區(qū)組織形貌無明顯變化，均為板條馬氏體組織。隨著預(yù)熱溫度的升高，粗晶區(qū)硬度呈小幅下降趨勢，而臨界斷裂應(yīng)力增幅遠大于熱影響區(qū)*高硬度降幅。
　?。?）在各預(yù)熱溫度下，插銷試樣斷口起裂區(qū)形貌均為解理+準(zhǔn)解理氫致開裂特征，隨著預(yù)熱溫度提高，氫致開裂的斷口特征逐步消失。