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摘要：SA335-P91钢在火电厂高温、高压设备用中得到广泛应用。文章介绍了SA335-P91钢的特点，对材料、 焊丝、焊条的化学成分进行了分析，探讨了SA335-P91钢的焊接工艺。
关键词： 火电厂 SA335-P91钢 化学成分 可焊性 焊接工艺
火电厂锅炉过热器及主蒸汽管道等设备由于经受高温、高压等恶劣工作环境，对材料的要求较高。SA335--P91钢在八十年代末开始在国外大型火力发电厂中广泛应用，近几年在国内引进机组开始应用。
1. SA335-P91钢的特点
SA335-P91钢是美国80年代后期生产的一种马氏体耐热钢，具有良好的抗高温氧化和抗蠕变性能。该钢的σb≥585 M Pa，δ4≥20%，Ak≥149J；在600℃时，10 5 h持久强度为98Mpa；Ac1为830℃-850℃， Ac3为900℃--940℃。推荐使用温度为650℃，API实用标准为705℃。
许用应力在 605℃时等同于TP304H ，在550℃--600℃之间的许用应力明显高于10CrMo910、TP304、X20CrMoV121钢；与10CrMo910钢相比，在同等的温度、 压力条件下，管子壁厚可减小50%。
2. 材料的化学成分
试验用材料由SIEMENS公司提供，材质：SA335--P91，规格：φ273.94mm×29.74mm；焊丝为C9MV-1G，直徑2.4mm；焊条为FOX C9MV，直徑2.5mm，3.2 mm，4mm；材质、焊丝、焊条的化学成分见表1。
3. 焊接工艺
3.1.参数选择
氩弧焊工艺具有温度高、热量集中、焊接速度快等优点，有利于减少熔合比，控制线能量，减少产生焊接缺陷的机率，因此焊接工艺选用氩弧焊打底（TIG）+手工电弧焊盖面工艺（SMAW）。
坡口角度及对口尺寸见图1。该坡口有利于焊枪、焊丝的摆动，保证熔滴准确到位及背面成形，避免根部未焊透。
根据有关资料及综合分析，确定焊接P91钢的加热规范。焊接工艺评定试验分别进行水平固定焊（V）和垂直固定焊（H）。 工艺参数必须严格控制焊接线能量，采用小规范多层多道焊，在焊接过程中严格控制层间温度，避免造成层间过热。焊接工艺参数见表2：
3.2.焊接工艺分析
焊条为药皮过度型，电阻大，焊接时电流过大，容易造成药皮保护不好，电流太小，易粘条，必须选择适当电流值。所用焊条烘干温度不得过高，否则将破坏药皮性能。
为保证打底质量，对口间隙不得小于4mm，当间隙小于2mm时易产生未熔合，仰焊位应采用内加丝焊法；严格控制予热温度不得小于280℃，当予热温度小于250℃时操作难度加大；管内冲氩气时焊口间隙应用耐热绳包好，打底一段取出一段。
由于焊接P91钢时铁水流动性差，该焊条脱渣性不好，容易产生夹渣，焊接过程中应认真清理层间夹渣，焊条角度不得太小。
为提高接头冲击韧性，必须严格控制线能量，在可能的情况下，尽量采用小直径焊条、小焊接规范，多层多道焊。一般焊接线能量控制在28 KJ/ cm以下。在操作中，只要控制焊接每层厚度和宽度即可，即每一焊层厚度不大于4mm、宽度不大于15mm。
由于P91 钢含Cr量高，焊接时在接头和层间易产生氧化铬，造成接头处未熔合现象，故焊接过程中应注意清理。收弧时应填满弧坑，防止产生裂纹。
参考文献：
[1]刘敏丽.电厂用P91钢焊接工艺及其焊后性能研究[J].热力发电.2011.02.
[2]黄向红.P91钢的焊接特点及工艺[J].机械设计与制造.2011.06.
[3]吴鑫.P91钢现场焊接工艺的特点[J].机电技术.2010.05.
[4]邵建华 等.A335-P91主蒸汽管道焊接技术[J].焊接技术.2001.02.
作者简介：
王关西（1971— ）男，山西大同人。1994年毕业于山西太原工业大学材料系。现为中国能源建设集团山西电力建设一公司焊接分公司副经理，工程师。主要从事火力发电厂焊接金属技术工作。
关键词： 火电厂 SA335-P91钢 化学成分 可焊性 焊接工艺
火电厂锅炉过热器及主蒸汽管道等设备由于经受高温、高压等恶劣工作环境，对材料的要求较高。SA335--P91钢在八十年代末开始在国外大型火力发电厂中广泛应用，近几年在国内引进机组开始应用。
1. SA335-P91钢的特点
SA335-P91钢是美国80年代后期生产的一种马氏体耐热钢，具有良好的抗高温氧化和抗蠕变性能。该钢的σb≥585 M Pa，δ4≥20%，Ak≥149J；在600℃时，10 5 h持久强度为98Mpa；Ac1为830℃-850℃， Ac3为900℃--940℃。推荐使用温度为650℃，API实用标准为705℃。
许用应力在 605℃时等同于TP304H ，在550℃--600℃之间的许用应力明显高于10CrMo910、TP304、X20CrMoV121钢；与10CrMo910钢相比，在同等的温度、 压力条件下，管子壁厚可减小50%。
2. 材料的化学成分
试验用材料由SIEMENS公司提供，材质：SA335--P91，规格：φ273.94mm×29.74mm；焊丝为C9MV-1G，直徑2.4mm；焊条为FOX C9MV，直徑2.5mm，3.2 mm，4mm；材质、焊丝、焊条的化学成分见表1。
3. 焊接工艺
3.1.参数选择
氩弧焊工艺具有温度高、热量集中、焊接速度快等优点，有利于减少熔合比，控制线能量，减少产生焊接缺陷的机率，因此焊接工艺选用氩弧焊打底（TIG）+手工电弧焊盖面工艺（SMAW）。
坡口角度及对口尺寸见图1。该坡口有利于焊枪、焊丝的摆动，保证熔滴准确到位及背面成形，避免根部未焊透。
根据有关资料及综合分析，确定焊接P91钢的加热规范。焊接工艺评定试验分别进行水平固定焊（V）和垂直固定焊（H）。 工艺参数必须严格控制焊接线能量，采用小规范多层多道焊，在焊接过程中严格控制层间温度，避免造成层间过热。焊接工艺参数见表2：
3.2.焊接工艺分析
焊条为药皮过度型，电阻大，焊接时电流过大，容易造成药皮保护不好，电流太小，易粘条，必须选择适当电流值。所用焊条烘干温度不得过高，否则将破坏药皮性能。
为保证打底质量，对口间隙不得小于4mm，当间隙小于2mm时易产生未熔合，仰焊位应采用内加丝焊法；严格控制予热温度不得小于280℃，当予热温度小于250℃时操作难度加大；管内冲氩气时焊口间隙应用耐热绳包好，打底一段取出一段。
由于焊接P91钢时铁水流动性差，该焊条脱渣性不好，容易产生夹渣，焊接过程中应认真清理层间夹渣，焊条角度不得太小。
为提高接头冲击韧性，必须严格控制线能量，在可能的情况下，尽量采用小直径焊条、小焊接规范，多层多道焊。一般焊接线能量控制在28 KJ/ cm以下。在操作中，只要控制焊接每层厚度和宽度即可，即每一焊层厚度不大于4mm、宽度不大于15mm。
由于P91 钢含Cr量高，焊接时在接头和层间易产生氧化铬，造成接头处未熔合现象，故焊接过程中应注意清理。收弧时应填满弧坑，防止产生裂纹。
参考文献：
[1]刘敏丽.电厂用P91钢焊接工艺及其焊后性能研究[J].热力发电.2011.02.
[2]黄向红.P91钢的焊接特点及工艺[J].机械设计与制造.2011.06.
[3]吴鑫.P91钢现场焊接工艺的特点[J].机电技术.2010.05.
[4]邵建华 等.A335-P91主蒸汽管道焊接技术[J].焊接技术.2001.02.
作者简介：
王关西（1971— ）男，山西大同人。1994年毕业于山西太原工业大学材料系。现为中国能源建设集团山西电力建设一公司焊接分公司副经理，工程师。主要从事火力发电厂焊接金属技术工作。