某石化公司催化干(gan)氣吸附氫(qing)聯合裝置的(de)一臺核(he)心設備，主體材(cai)(cai)質為15CrMoR(H)+SUS321，其中基(ji)(ji)層15CrMoR(H)是(shi)在(zai)15CrMoR鋼板(ban)基(ji)(ji)礎上研制開發的(de)臨氫(qing)設備用耐磨(mo)板(ban)。該材(cai)(cai)料焊(han)(han)接冷裂紋敏感性較高，焊(han)(han)接過程易產(chan)生(sheng)冷裂紋，因此必須對(dui)基(ji)(ji)層和堆焊(han)(han)層的(de)焊(han)(han)接選擇合適的(de)焊(han)(han)材(cai)(cai)，制定合理(li)的(de)焊(han)(han)接工藝，才能成(cheng)功進行15CrMoR(H)+SUS321復合耐磨(mo)板(ban)的(de)焊(han)(han)接。
15CrMoR(H)+SUS321復合耐磨板由化學(xue)成分和(he)物理性能都不同的(de)異種鋼板(ban)復(fu)合而成。復(fu)層(ceng)鋼和(he)基層(ceng)鋼相比較(jiao)，復(fu)層(ceng)鋼有較(jiao)高的(de)Cr、Ni含(han)量(liang)，且其含(han)C量(liang)低（ω（C）≤0.10%），化學(xue)成分見表1。
表1 15CrMoR(H)與(yu)SUS321的化學成分(fen)（質(zhi)量分(fen)數，%）
基層(ceng)鋼15CrMoR(H)是珠光體耐磨板，其焊接性(xing)能較差，在(zai)冷(leng)卻(que)速(su)度較大的(de)(de)條件(jian)下，有淬硬傾向。熱(re)(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)是焊接接頭的(de)(de)薄(bo)弱環節(jie)，焊接時由于加熱(re)(re)極不(bu)(bu)均勻，使熱(re)(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)不(bu)(bu)斷改(gai)變溫度、應(ying)力和應(ying)變狀態。焊接熱(re)(re)過程(cheng)使熱(re)(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)的(de)(de)晶粒變粗(cu)，組織(zhi)不(bu)(bu)均勻，導(dao)致性(xing)能惡化。熱(re)(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)的(de)(de)關鍵部位是接近熔(rong)合線的(de)(de)粗(cu)晶區(qu)(qu)，該區(qu)(qu)晶粒粗(cu)大，性(xing)能最(zui)易變壞，是產生各種(zhong)焊接裂(lie)紋的(de)(de)最(zui)敏感區(qu)(qu)域。
在焊(han)縫(feng)堆(dui)焊(han)層(ceng)焊(han)接中，直接用E347-16（A132）焊(han)條(tiao)施(shi)焊(han)時，會(hui)(hui)熔化部分基層(ceng)，使(shi)堆(dui)焊(han)層(ceng)焊(han)縫(feng)的合金(jin)(jin)元素(su)稀釋，導致此(ci)處焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬的碳(tan)含量增(zeng)(zeng)高，降低(di)了耐磨性(xing)能，同時此(ci)處焊(han)縫(feng)還會(hui)(hui)形成淬(cui)硬的馬氏體(ti)組(zu)織，易產生裂(lie)紋(wen)。因此(ci)，在基層(ceng)和復層(ceng)交(jiao)界面上增(zeng)(zeng)加一層(ceng)過渡層(ceng)，該層(ceng)選用高CrNi型焊(han)條(tiao)E309L-16（A062），其(qi)焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬被基層(ceng)稀釋后，合金(jin)(jin)成分會(hui)(hui)降低(di)，但(dan)仍可保證結合區具(ju)有良好的塑性(xing)。
復層鋼SUS321和(he)基層鋼15CrMoR(H)的(de)(de)熱(re)導率(lv)和(he)線膨脹系數存在(zai)(zai)很大(da)差異，材料在(zai)(zai)加(jia)熱(re)和(he)冷卻時會產(chan)生很大(da)的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)。同時，在(zai)(zai)施焊(han)過程中，由于(yu)加(jia)熱(re)和(he)冷卻不均勻(yun)，在(zai)(zai)基層的(de)(de)厚度方向會產(chan)生很大(da)的(de)(de)殘余應(ying)(ying)力(li)，這(zhe)種(zhong)殘余應(ying)(ying)力(li)在(zai)(zai)復合(he)耐(nai)磨(mo)板表面形成拉伸(shen)應(ying)(ying)力(li)，這(zhe)兩種(zhong)應(ying)(ying)力(li)的(de)(de)疊加(jia)是復合(he)耐(nai)磨(mo)板焊(han)接產(chan)生裂紋的(de)(de)主要原因。
可見，對于15CrMoR(H)+SUS321復合(he)耐磨(mo)板的焊接(jie)，為保(bao)證焊接(jie)質量，必(bi)須選擇適當的焊接(jie)材料(liao)、坡(po)口型式、合(he)理(li)的焊接(jie)、熱處理(li)工藝。采取相應措(cuo)施后，所有焊縫的一次(ci)探傷(shang)合(he)格率(lv)超過98%，一次(ci)返修合(he)格率(lv)為100%，符(fu)合(he)設計要求，為今后焊接(jie)此類復合(he)耐磨(mo)板積累(lei)了寶貴(gui)經(jing)驗。