1 概述
                                 
                              隨著我國火力發電事業的快速發展，超臨界及超超臨界機組配套閥門越來越得到廣泛應用。由于具有良好的抗高溫氧化性能和高溫蠕變強度以及良好的塑性和加工性能，鑄鋼C12A材料便成為其首選材料，它可以大幅度減小壁厚，從而節約大量原材料和焊接材料，從而提高生產效率，縮短生產周期，大大降低生產成本。在生產實踐過程中，由于該材料閥體在冶煉和鑄造技術上有一定的難度，工藝不是很成熟，導致閥體鑄件出現較多缺陷，需要補焊。本文通過工藝性能試驗，制定了合理的補焊工藝，取得了良好的效果。
                                  2 焊接性分析
                                 
                              C12A屬馬氏體耐熱鑄鋼，其標準號為ASMESA217C12A。C12A鑄鋼是在9Cr1MoV的基礎上發展起來的鑄鋼鋼種，目前在我國剛開始使用。
                                 
                              馬氏體耐熱鋼具有明顯的空氣淬硬傾向，焊后易得到淬硬的馬氏體組織，使焊縫金屬脆性增加。由于合金元素含量較多，其碳當量為1.475，超過產生冷裂紋的碳當量極限值0.4，所以冷裂傾向較大。在焊接熱循環作用下，經高溫加熱，焊縫及熔合線附近晶粒急劇長大，加上焊接殘余應力作用，極易形成冷裂紋。因而對焊接工藝和熱處理工藝有嚴格的要求。根據國內外有關資料介紹，以及借鑒已經較成熟的SA335P91焊接經驗，焊接預熱溫度在200℃以上，最高層間溫度限制在350℃左右，這樣可以保證每道焊縫都轉變為馬氏體組織，從而在下一道焊縫的熱循環下得到部分回火。在實際焊接施工中，經過760±10℃保溫2～3h的熱處理，可得到合適的沖擊韌性，而且也保證了整個焊接接頭區的硬度低于300HV，焊縫金屬硬度一般為240～280HV。
                                 
                              大型C12A鑄鋼閥門壁厚大，結構剛性大，拘束應力大，焊接線能量較大時會造成層間組織過熱，出現魏氏體組織，粗大晶粒和網狀晶界。這些組織易產生裂紋源，形成裂紋并擴展，從而導致沖程中，應嚴格控制層間溫度。
                                  C12A鑄鋼件的化學成分及擬定選用焊條CM-96B9的化學成分見表1。

                                  3 焊接試驗
                                  3.1 試樣
                                 
                              焊接試樣采用C12A鑄件，正火+回火，規格為600mm×400mm×50mm，該試板經過RT探傷合格。試樣坡口形式按圖1所示。

                                  3.2 方法
                                  根據鑄鋼件的補焊特點，采用手工電弧焊。
                                  3.3 焊材
                                 
                              試驗選用日本神戶制鋼所生產的CM-96B9焊條，規格為Φ3.2mm和Φ4mm，該焊材符合美國AWSA5.5和ASMESFA5.5的E9015-B9規范。焊條經350℃烘干，保溫2h后放入保溫筒內備用。
                                  3.4 參數
                                 
                              焊接時控制熱輸入量，不宜過大。采用多層多道焊，每層厚度不超過3mm，每道寬度不超過15mm。焊接工藝參數見表2。

                                  4 預熱及焊后熱處理
                                 
                              焊接過程中，焊接層間溫度過高，接頭的沖擊韌性有下降趨勢。焊接層間溫度過低，會增大冷卻過程中的組織應力，且不利于氫的逸出。所以，層間溫度控制在200～350℃。由于C12A鋼含Cr量較高，焊接時在接頭和熔合區產生氧化鉻，造成未熔合現象，故焊接過程中應注意清理，收弧時應注意填滿弧坑以免產生弧坑裂紋。接頭應錯開50mm，不能有重疊。對馬氏體焊接接頭，焊后不宜在較高溫度下立即升溫回火，因為在焊接過程中馬氏體組織還未完全轉變，立即升溫回火熱處理時，碳化物會從奧氏體晶界析出，得到粗大的鐵素體加碳化物組織，易造成焊接接頭脆斷。故焊接后必須緩慢冷卻至100～120℃，保溫1h，然后升溫進行回火處理（圖2）。
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