一 概述

SA335－P91鋼合金含量為wCr=9%，wMo=1%, wV=0.2%, wNb=0.08%, wN=0.05%，屬于馬氏體耐熱鋼，金相微觀組織為低碳回火馬氏體。由于采取了微合金控扎技術等細化晶粒措施，使其成為細晶鋼，所以既有助于提高鋼材的沖擊韌度，也極有利于提高鋼材的高溫蠕變強度。    

SA335－P91為馬氏體細晶鋼，使得P91鋼焊接的主要問題不同于其他低合金耐熱鋼，焊接接頭的薄弱環節不在熔合區，而在焊縫金屬，主要表現為焊縫金屬韌性下降，焊縫硬度高。

二 工藝原理

（1）由于SA335－P91鋼為細晶鋼，如果焊接過程層間溫度過高就會增大t8/5，使其晶粒長大，失去鋼材原有的強度和韌性，而現場焊接不可能對其正火處理，因此焊接過程中必須嚴格控制層間溫度，防止晶粒長大。   

（2）熱處理的加熱寬度、恒溫溫度、恒溫時間、保溫寬度、保溫厚度是影響焊縫韌性的主要因素，適當增大加熱寬度、保溫寬度、保溫厚度、延長恒溫時間都有助于增加馬氏體組織的回火程度，提高焊縫韌性。

三 焊接工藝

（1）打底焊采用雙層氬弧焊，其他層為多層多道焊工藝，選φ3.2mm的焊條，并且單層厚度≤3mm，在焊接過程中要很好地掌握焊接電流和焊接速度的關系，通過提高焊接速度，減少焊道厚度，采用寬擺快速薄層焊的操作手法。    

（2）焊接時由技術人員用遠紅外測溫槍測量每層焊縫的層間溫度（層間溫度為熔池10~20mm處的溫度，用最高值表示），層間溫度嚴格控制在300℃以下。當遠紅外測溫槍顯示溫度超過300℃時，立即停止焊接，待溫度降到230℃時再繼續施焊。     

每層焊接完成后，技術人員用游標卡尺測量焊道增厚，最大增厚處≤3mm，嚴禁在坡口與焊道之間形成角焊縫。

四 焊接注意事項

根據焊條特性選擇焊接電流大小，對于藥皮過渡的焊條，采用較小的電流就可熔化焊條，可減小熱輸入，缺點是藥皮中的鎢熔點高，容易造成焊縫夾鎢。總之，無論采用哪種焊條都必須保證鐵液流動性，熔池清晰，特別是坡口根部要保證熔合良好，在此基礎上，盡量采用小規范作業。

五 熱處理工藝

焊后熱處理采用型號為DKPC－12360－12的熱處理機，履帶式陶瓷電阻器加熱，熱電偶綁扎固定。采用K型鎧裝熱電偶，并與其匹配的補償導線和自動溫度記錄儀，使用硅酸鋁保溫棉。    

（1）焊前預熱及層間溫度控制　預熱采用電加熱，4支熱電偶控溫，控溫點為3點、6點、9點、12點。熱電偶端部距焊縫坡口邊緣20mm，預熱溫度為150℃，達到溫度時恒溫0.5h再開始打底焊接，以保持溫度均衡，改善母材的焊接性。焊條電弧焊時，溫度升至230℃，超溫報警設置為260℃，層間溫度要求200~300℃，由熱處理工監控，發現溫度偏低立即進行加溫，如果偏高，應立即停焊，待恢復至230℃時再繼續施焊，在整個施焊過程中采用熱處理機跟蹤控制層間溫度。

（2）焊后熱處理第一，熱處理時熱電偶要保證與焊縫接觸良好，熱電偶熱端一般放在靠坡口邊緣的第一道焊縫上，一定要用20＃鐵絲捆扎牢固，防止恒溫時熱膨脹造成熱電偶松動。

第二，加熱器安裝時，應將焊件表面焊瘤、焊渣、飛濺清理干凈，使加熱器與焊件表面貼緊。加熱器安裝完畢后再用20＃鐵絲綁扎，防止高溫時加熱片膨脹。

第三，增加熱處理保溫厚度和寬度，保溫厚度為100mm。

第四，對于彎頭、三通或位置靠近閥門和缸體的焊縫，除用履帶式加熱器外，還應當用繩狀加熱器輔助加熱。用繩狀加熱器纏繞在加熱片與工件不能良好接觸的位置。

第五，P91管道熱處理參數如附表所示。合理增加恒溫時間、加熱寬度等，有利于增加焊縫韌性，但是焊縫硬度的降低不能過分依賴于恒溫時間和加熱寬度的增大，否則會造成母材軟化，而應在控溫精確和包口方法上尋找解決辦法。

第六，熱處理工藝：焊后溫度先降到110℃恒溫60min，以便使馬氏體充分轉變，然后再升溫熱處理。焊后熱處理全部采用“遠紅外"電加熱。

六 熱處理注意事項

（1）預熱時熱電偶距坡口邊緣20mm，當溫度升至預熱溫度時，恒溫30min再開始焊接，焊接時嚴格控制層間溫度。由于熱處理機測溫一般延遲30℃左右，所以將超溫報警設置為260℃，超溫時立刻停止焊接，待溫度降到230℃時再開始焊接。