什麼是T91合金，如何焊接，一網打盡

改良型9Cr-1Mo鋼，即T91/P91鋼，這類鋼是20世紀70年代至80年代，美國在早期的9Cr-1Mo鋼基礎上研究成功的。90年代中期出現在國內安裝的進口機組中，現在已經在我國的大型電站鍋爐上較普遍採用。這類鋼可以說是熱強鋼的第三代產品，其主要特點是降低了含碳量，同樣是多元複合強化，但各合金元素含量控制極嚴格，從而改善了鋼的塑韌性和焊接性，提高了鋼的高溫穩定性，其600℃時的持久強度比F11和F12提高了近70%。

在電力行業焊接此類鋼的過程中，通過接觸國外更高層次的技術資料和幾十年的焊接,使焊接人員觀念發生了重要轉變，即：焊接工藝與操作工藝不是一回事，在此類鋼的焊接中，焊工操作工藝的重要性已經退居其次；使用的焊接工藝必須經過評定，評定的依據不再是一系列常溫力學性能，而把重點放在驗證焊接接頭能否獲得預期的塑韌性和金相組織；焊接此類鋼應該在焊接工藝的全過程嚴格受控。此類鋼對焊接工藝的嚴謹性要求與早期的9Cr-1Mo鋼相比更高，焊接熱輸入量要求更嚴格，焊後熱處理的溫度和保溫時間對焊接接頭的韌性有很大影響，必須給予足夠重視。

T91鋼是美國國立像樹嶺實驗室和美國燃燒工程公司冶金材料實驗室合作研製的新型馬氏體耐熱鋼。它是在9Cr1MoV鋼的基礎上降低含碳量，嚴格限制硫、磷的含量，添加少量的釩、鈮元素進行合金化。與T91鋼對應的德國鋼號為X10CrMoVNNb91，日本鋼號為HCM95，法國則為TUZ10CDVNb0901。

1、 T91/P91鋼的焊接性能分析

1.1 T91/P91鋼的組織為馬氏體，供貨狀態一般為正火+回火，屬於高合金鋼，焊接性較差，易出現冷裂紋、焊接接頭脆化、HAZ區軟化等問題，必須嚴格按照工藝規程，方可獲得滿意的焊接接頭。

1.2 應該嚴格控制焊接和熱處理溫度，採用較小的參數焊接是應該注意的重點。

1.3 熱處理理想保溫時間適當延長，有利於焊接接頭常溫衝擊韌度的提高。

1.4 由於不同國家的牌號的差異，因此，在TIG焊中，美國對應的焊材牌號為ER90S-B9,英國對應的牌號為Babcock Bw41b、9CrMoV-N，德國對應的牌號為C9MV-1G，日本對應的牌號為TGS-9cb。在SMAW焊條方面，這些國家有分別對應的牌號為E9015-B9，ECrMoV91 BabcockM，FoxC9MV,CM-9cb。

2、 焊前準備

2.1焊接設備選用帶衰減的逆變式直流弧焊機

2.2焊絲去除表面的油、垢及銹等污物，露出金屬光澤焊條進過350℃烘熔1.5-2h,置於80-100℃保溫筒內，隨用隨取。

2.3坡口製備關鍵注意兩點

一是氫弧焊填充時預熱溫度取160-180℃，溫度過高不利於焊工操作，易產生缺陷，還會加重根部氧化。

二是電弧填充時，道間溫度控制在280-320℃之間，因為第一，從工藝上講，為防止產生熱裂紋和減少區的粗晶脆化，需選擇小參數，以減少高溫停留時間，但採用小參數，焊縫冷卻速度快，容易產生淬硬組織而導致冷裂紋、這是個矛盾。T91/P91鋼的MS點轉變溫度大約在380℃左右，預熱溫度選在280-320℃，即MS點溫度附近，既能保證高溫停留時間短，又能使馬氏體轉變時冷速緩慢，並形成自回火馬氏體，解決了既要採用小參數，又不能讓焊接冷速太快的矛盾。第二，從手工操作上講，該種鋼的焊條在300℃左右的預熱溫度下，有最佳操作性能，熔滴過渡及鐵水流動性和飛濺都明顯改變。

3 、TIG打底焊

為防止T91/P91鋼焊縫根部氧化 ，焊前在管內沖氬保護。沖氬保護範圍以坡口軸向中心為基礎，各側各250-300mm處貼上兩層可溶紙（可用報紙代替）。用漿糊粘住，做成密封氣室。利用細鋼管把頭敲扁插入焊縫內（有探傷孔控的管道可從探傷孔充氬），大管流量為20-30L/min，小管流量一般為10-15L/min，沖氬時，當感覺氬氣從焊縫間隙輕微返出時（也可用打火機是否熄滅來判斷）。用石棉條將焊口間隙堵住，此時將氬氣流量減少1/3，流量過大會產生內凹的缺陷，焊一段石棉條撥開一段。

採用兩層TIG打底，通過減少熱輸入，可有效地降低根部焊縫氧化程度，保證打底質量。

操作上應該特別注意収弧質量，收弧時先將焊接電流衰減下來，填滿弧坑後移向坡口邊沿收弧，以防產生弧坑裂紋。

4、SMAW填充蓋面

SMAW焊應注意道間溫度的控制，採用小參數、多層多道焊。注意焊條的擺動，焊層厚度以等於焊條直徑為宜，焊道速度以焊條直徑的3倍為宜。嚴格控制焊接熱輸入，中間填充宜採用Φ3.2mm的焊條，最後兩層使用Φ4.0mm的焊條。因為焊接熱輸入對焊縫衝擊韌度有很大的影響，切忌使用大參數。每根焊條收弧都用衰減電流，待熔地填滿後再收弧，以防產生弧坑裂紋。用角磨機或鋼絲刷徹底清理道間焊渣及飛濺，特別是焊縫接頭處和坡口邊緣處。清理時不可用榔頭、鏨子過重敲擊焊縫。

焊後進行相應的熱處理。

END

來源：電力圈

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