2024年5月9日发(作者：褒晴画)
剖析A335 P9铬钼钢管的焊接对策
摘 要：分析铬钼耐热钢焊接裂纹产生的主要因素，阐述了铬钼钢炉管施工
中对焊缝应进行有效热处理的重要性
关键词：铬钼钢；焊缝热处理；质量控制措施
1 铬钼耐热钢焊接接头性能的基本要求
铬钼耐热钢接头性能的基本要求取决于管道的运行条件，制造工艺过程和焊
接结构的复杂性。为保证耐热钢焊接结构在高温、高压和各种复杂介质下长期安
全地运行，焊接接头性能必须具有与母材相当的等强性和等塑性、抗氢性和抗氧
化性、组织稳定性、抗脆断性以及物理均一性。
2. A335 P9 铬钼钢焊接技术和质量控制方法
(1)焊接方法 A335 P9铬钼耐热钢因为硬化和裂纹倾向较高，在焊接方法的
选择，应优先考虑低氢焊接方法，如钨极氩弧焊和熔化极气体保护焊等。因为现
场施工条件限制，一般采用钨极氩弧焊打底+焊条电弧焊填充盖面的方法。氩弧
焊打底焊管填充氩保护，采用焊条电弧焊时，必须采用低氢碱性药皮焊条。
(2)焊接材料 为保证焊接接头具有与母材相当的高温蠕变强度和抗氧化性
的前提下改善其焊接性，焊缝必须含有与母材相当的铬和钼。对此，氩弧焊焊丝
一般使用ER80S—B8，焊条采用E8015—B8。
另外，应建立严格的保管、烘干、发放和回收制度，使焊材从入库到回收均
能全过程追踪。焊条必须严格按要求进行烘干，领用焊条时必须使用保温筒，同
一保温筒内不允许同时装有两种及以上的焊条，防止错用。
(3)焊接工艺评定 产品施焊前必须严格进行焊接工艺评定。焊接过程中记录
所有焊接数据 (电流、电压、极性、焊接速度) 以及焊接材料的型号和直径、惰
性气体流量 (保护气和背面保护气) 、焊接设备的型号、钨极直径、喷嘴内径等
各项相关内容。产品焊接前，按评定合格的工艺制定焊接作业指导书，用于指导
现场焊接施工。
(4)焊接坡口的制备 A335 P9管道坡口应采用机械方法或等离子切割方法加
工。常用坡口形式和尺寸。采用等离子方法加工时，坡口表面必须清除熔渣、氧
化皮，打磨清除影响焊接质量的淬硬层。坡口加工后，应进行外观检查，其表面
不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。坡口表面应按要求进行无损检测，检测范围为
坡口端部以内 20mm。
(5)组对与定位焊接 焊接接头组对前，将坡口及其边缘内外表面≥20mm 范
围内的油漆、毛刺、锈斑、氧化皮及其他对焊接过程有害的物质清除干净。焊接
接头组对前，应确认坡口加工形式、尺寸，其表面不得有裂纹、夹层等缺陷。
壁厚相同的管子或管件对接焊缝组对时内壁应齐平，内壁错边量不宜超过管
壁厚度的10%。SHA级工艺管道的错边量≤0.5mm，SHB、SHC及SHD级管道
的错边量≤1mm。当炉管外径≤102mm 时，错边量≤0.5mm； 炉管外径大于102mm
时，错边量≤1mm。其他管道的错边量≤2mm。
定位焊的焊接工艺与正式焊的焊接工艺相同，由正式焊工焊接。定位焊的预
热温度取上限。定位焊缝的长度宜为10～20mm，高度为2～4mm。定位焊缝应
沿管周均匀分布。正式焊接时，起焊点应在两定位焊缝之间。定位焊缝应焊透且
无裂纹等焊接缺陷，发现裂纹、未焊透等焊接缺陷时必须清除后重焊。为确保底
层焊道成形好，减少应力集中，定位焊缝的两端应为缓坡状，否则应进行打磨修
整。
(6)焊前预热 A335 P9钢焊接时，预热是不可缺少的重要工序，是防止裂纹、
降低接头各区硬度和焊接应力的重要措施。
预热采用电加热法，无条件时也可采用火焰加热法，火焰加热时火焰不应直
接触及焊道坡口。预热温度为250～350℃，当焊接环境温度小于0℃时预热温度
取上限。预热应在坡口两侧均匀进行，预热升温应缓慢而均匀，防止局部过热。
预热温度可用红外线测温仪或触点式温度计进行测量，测温点应均匀分布。预热
范围以对口中心线为基准两侧各不小于3倍壁厚，且不小于100mm，加热区以
外的100mm 范围内应予以保温，以减小温度梯度。焊件达到预热温度后立即进
行底层焊道的焊接。
(7)焊接工艺 焊件达到预热温度后及时进行焊接，在保持预热温度的条件
下，每条焊缝一次连续焊完。
打底焊缝：由于底层焊缝焊肉薄，焊后冷却过程中产生较大的收缩应力，再
加上铬钼耐热钢的材料特性，使底层焊缝容易产生裂纹；因此其打底焊缝均采用
氩弧焊工艺，以确保底层焊缝的质量。
焊接线能量的控制：线能量过大，会引起热影响区过热，使晶粒粗大，降低
接头的抗裂性能。线能量过小，会使热影响区淬硬，不利于氢的逸出，故而增加
冷裂倾向；所以必须严格执行焊接工艺评定及焊接作业指导书中的焊接电流、电
压等工艺参数，对线能量必须严格控制。
选用合理的焊接顺序，减少焊接变形和焊接应力。确保层间温度不低于预热
温度。对于厚壁管采用多层多道焊焊接工艺。
另外，要注意弧坑裂纹的产生。弧坑裂纹是导致整个焊接工作失败的主要原
因，因此在收弧处要用快速的点弧焊手法填满弧坑，以避免弧坑裂纹的产生。
坡口焊完后，应立即进行300～350℃、15～30min 的后热处理，然后保温
缓冷至室温。加热方法采用电加热法进行。先进行无损检测后进行热处理的焊道，
在无损检测合格后及时进行焊后热处理。焊接时应在坡口内引弧，严禁在非焊接
部位引弧。铬钼钢炉管及管件表面不得有电弧擦伤等缺陷。
(8)焊缝检验 首先，焊缝外观要求： 焊接完毕后，应及时将焊缝表面的熔
渣及附近的飞溅清理干净，自检合格后进行焊缝标识。焊缝外形尺寸应符合设计
文件的要求，焊缝与母材应圆滑过渡。焊缝和热影响区表面不应有裂纹、气孔、
咬边等缺陷。焊缝的余高是造成焊接接头应力集中的原因之一，因此应加以限制，
一般余高≤3mm。
其次，无损检测：A335 P9 对接焊缝应进行100% 射线检测。承插和焊接
支管的焊接接头及其他角焊缝应采用磁粉或渗透方法检查焊缝质量。焊后热处理
完成后，应对热处理坡口作100% 超声检测及渗透或磁粉检测，以无裂纹为合格。
(9)焊缝返修 无损检测不合格的焊缝必须进行返修。同一部位的返修次数
( 指焊补的填充金属重叠的部位) 不宜超过两次，否则应重新制定返修措施。返
修须经单位技术总负责人批准后方可进行，将焊缝返修次数、部位和无损检测等
结果记入焊缝返修记录。返修后的焊缝应重新进行检验，其质量要求与原焊缝相
同。
(10) 加强焊后热处理铬钼钢焊接后在现场施工条件下的焊后热处理，系指
对接头进行高温回火，利用金属高温下强度的降低而把弹性应变转变成塑性应变
以达到消除焊接残余应力的目的，同时改善金属组织，提高接头的综合力学性能。
为此，在热处理时，必须有经过监理确认的热处理方案，并对热处理人员进行有
效的技术交底，热处理设备包括其各种仪表必须在合格的检定期内，同时需要热
处理的焊口编号、测温仪放置和数量、加热片覆盖厚度和宽度、各道焊口输入的
热处理工艺参数等必须经过焊接检验员检查确认等，以确保热处理质量。
热处理的加热范围以焊缝中心为基准，两侧各≥3 倍的焊缝宽度且≥25mm
的区域，加热区以外的100mm 范围应予保温，且管道端口应封闭。焊后热处理
应按确定的热处理参数严格的控制升温、恒温和降温过程。常用焊后热处理参数
如表 1所示。
表1焊后热处理参数
注： ①δ为管子壁厚，②炉管焊缝的焊后热处理恒温时间≥1h。工艺管线焊
缝的焊后热处理恒温时间≥30min。
热处理温度采用热电偶进行测量，按热处理参数合理选用热电偶。热电偶使
用前应经检定合格，并在有效期内。采用自动测温记录仪在整个热处理过程中连
续测量记录热处理温度。
在热处理自动记录曲线上注明热处理作业时间，由各责任人签名确认，并由
项目热处理责任工程师确认热处理自动记录曲线符合工艺要求，填发热处理报
告。热处理自动记录曲线及热处理报告应记入竣工资料。
热处理后在焊缝、热影响区及其附近母材分别抽检表面硬度，抽检数量应不
少于热处理坡口总量的 20%，所测硬度值应符合：炉管≤241HBW； 其他管道
≤300HBW。若硬度值超过规定，则应加强检查。
3. 结论
A335 P9 钢焊接性差，焊接工艺复杂，焊接质量要求高，先进合理的焊接工
艺及严格的过程质量控制是获得优质焊接的保证。因此铬钼钢炉管对接施焊和检
修必须严格执行有关标准，对焊缝进行有效的热处理，使其硬度符合要求。
参考文献：
[1]中国机械工程学会焊接学会. 焊接手册(第二卷)材料的焊接(第 2 版)[M].
北京：机械工业出版社, 2003.
[2]崔忠圻, 覃耀春. 金属学与热处理(第 2 版)[M]. 北京：机械工业出版社,
2007.
2024年5月9日发(作者：褒晴画)
剖析A335 P9铬钼钢管的焊接对策
摘 要：分析铬钼耐热钢焊接裂纹产生的主要因素，阐述了铬钼钢炉管施工
中对焊缝应进行有效热处理的重要性
关键词：铬钼钢；焊缝热处理；质量控制措施
1 铬钼耐热钢焊接接头性能的基本要求
铬钼耐热钢接头性能的基本要求取决于管道的运行条件，制造工艺过程和焊
接结构的复杂性。为保证耐热钢焊接结构在高温、高压和各种复杂介质下长期安
全地运行，焊接接头性能必须具有与母材相当的等强性和等塑性、抗氢性和抗氧
化性、组织稳定性、抗脆断性以及物理均一性。
2. A335 P9 铬钼钢焊接技术和质量控制方法
(1)焊接方法 A335 P9铬钼耐热钢因为硬化和裂纹倾向较高，在焊接方法的
选择，应优先考虑低氢焊接方法，如钨极氩弧焊和熔化极气体保护焊等。因为现
场施工条件限制，一般采用钨极氩弧焊打底+焊条电弧焊填充盖面的方法。氩弧
焊打底焊管填充氩保护，采用焊条电弧焊时，必须采用低氢碱性药皮焊条。
(2)焊接材料 为保证焊接接头具有与母材相当的高温蠕变强度和抗氧化性
的前提下改善其焊接性，焊缝必须含有与母材相当的铬和钼。对此，氩弧焊焊丝
一般使用ER80S—B8，焊条采用E8015—B8。
另外，应建立严格的保管、烘干、发放和回收制度，使焊材从入库到回收均
能全过程追踪。焊条必须严格按要求进行烘干，领用焊条时必须使用保温筒，同
一保温筒内不允许同时装有两种及以上的焊条，防止错用。
(3)焊接工艺评定 产品施焊前必须严格进行焊接工艺评定。焊接过程中记录
所有焊接数据 (电流、电压、极性、焊接速度) 以及焊接材料的型号和直径、惰
性气体流量 (保护气和背面保护气) 、焊接设备的型号、钨极直径、喷嘴内径等
各项相关内容。产品焊接前，按评定合格的工艺制定焊接作业指导书，用于指导
现场焊接施工。
(4)焊接坡口的制备 A335 P9管道坡口应采用机械方法或等离子切割方法加
工。常用坡口形式和尺寸。采用等离子方法加工时，坡口表面必须清除熔渣、氧
化皮，打磨清除影响焊接质量的淬硬层。坡口加工后，应进行外观检查，其表面
不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。坡口表面应按要求进行无损检测，检测范围为
坡口端部以内 20mm。
(5)组对与定位焊接 焊接接头组对前，将坡口及其边缘内外表面≥20mm 范
围内的油漆、毛刺、锈斑、氧化皮及其他对焊接过程有害的物质清除干净。焊接
接头组对前，应确认坡口加工形式、尺寸，其表面不得有裂纹、夹层等缺陷。
壁厚相同的管子或管件对接焊缝组对时内壁应齐平，内壁错边量不宜超过管
壁厚度的10%。SHA级工艺管道的错边量≤0.5mm，SHB、SHC及SHD级管道
的错边量≤1mm。当炉管外径≤102mm 时，错边量≤0.5mm； 炉管外径大于102mm
时，错边量≤1mm。其他管道的错边量≤2mm。
定位焊的焊接工艺与正式焊的焊接工艺相同，由正式焊工焊接。定位焊的预
热温度取上限。定位焊缝的长度宜为10～20mm，高度为2～4mm。定位焊缝应
沿管周均匀分布。正式焊接时，起焊点应在两定位焊缝之间。定位焊缝应焊透且
无裂纹等焊接缺陷，发现裂纹、未焊透等焊接缺陷时必须清除后重焊。为确保底
层焊道成形好，减少应力集中，定位焊缝的两端应为缓坡状，否则应进行打磨修
整。
(6)焊前预热 A335 P9钢焊接时，预热是不可缺少的重要工序，是防止裂纹、
降低接头各区硬度和焊接应力的重要措施。
预热采用电加热法，无条件时也可采用火焰加热法，火焰加热时火焰不应直
接触及焊道坡口。预热温度为250～350℃，当焊接环境温度小于0℃时预热温度
取上限。预热应在坡口两侧均匀进行，预热升温应缓慢而均匀，防止局部过热。
预热温度可用红外线测温仪或触点式温度计进行测量，测温点应均匀分布。预热
范围以对口中心线为基准两侧各不小于3倍壁厚，且不小于100mm，加热区以
外的100mm 范围内应予以保温，以减小温度梯度。焊件达到预热温度后立即进
行底层焊道的焊接。
(7)焊接工艺 焊件达到预热温度后及时进行焊接，在保持预热温度的条件
下，每条焊缝一次连续焊完。
打底焊缝：由于底层焊缝焊肉薄，焊后冷却过程中产生较大的收缩应力，再
加上铬钼耐热钢的材料特性，使底层焊缝容易产生裂纹；因此其打底焊缝均采用
氩弧焊工艺，以确保底层焊缝的质量。
焊接线能量的控制：线能量过大，会引起热影响区过热，使晶粒粗大，降低
接头的抗裂性能。线能量过小，会使热影响区淬硬，不利于氢的逸出，故而增加
冷裂倾向；所以必须严格执行焊接工艺评定及焊接作业指导书中的焊接电流、电
压等工艺参数，对线能量必须严格控制。
选用合理的焊接顺序，减少焊接变形和焊接应力。确保层间温度不低于预热
温度。对于厚壁管采用多层多道焊焊接工艺。
另外，要注意弧坑裂纹的产生。弧坑裂纹是导致整个焊接工作失败的主要原
因，因此在收弧处要用快速的点弧焊手法填满弧坑，以避免弧坑裂纹的产生。
坡口焊完后，应立即进行300～350℃、15～30min 的后热处理，然后保温
缓冷至室温。加热方法采用电加热法进行。先进行无损检测后进行热处理的焊道，
在无损检测合格后及时进行焊后热处理。焊接时应在坡口内引弧，严禁在非焊接
部位引弧。铬钼钢炉管及管件表面不得有电弧擦伤等缺陷。
(8)焊缝检验 首先，焊缝外观要求： 焊接完毕后，应及时将焊缝表面的熔
渣及附近的飞溅清理干净，自检合格后进行焊缝标识。焊缝外形尺寸应符合设计
文件的要求，焊缝与母材应圆滑过渡。焊缝和热影响区表面不应有裂纹、气孔、
咬边等缺陷。焊缝的余高是造成焊接接头应力集中的原因之一，因此应加以限制，
一般余高≤3mm。
其次，无损检测：A335 P9 对接焊缝应进行100% 射线检测。承插和焊接
支管的焊接接头及其他角焊缝应采用磁粉或渗透方法检查焊缝质量。焊后热处理
完成后，应对热处理坡口作100% 超声检测及渗透或磁粉检测，以无裂纹为合格。
(9)焊缝返修 无损检测不合格的焊缝必须进行返修。同一部位的返修次数
( 指焊补的填充金属重叠的部位) 不宜超过两次，否则应重新制定返修措施。返
修须经单位技术总负责人批准后方可进行，将焊缝返修次数、部位和无损检测等
结果记入焊缝返修记录。返修后的焊缝应重新进行检验，其质量要求与原焊缝相
同。
(10) 加强焊后热处理铬钼钢焊接后在现场施工条件下的焊后热处理，系指
对接头进行高温回火，利用金属高温下强度的降低而把弹性应变转变成塑性应变
以达到消除焊接残余应力的目的，同时改善金属组织，提高接头的综合力学性能。
为此，在热处理时，必须有经过监理确认的热处理方案，并对热处理人员进行有
效的技术交底，热处理设备包括其各种仪表必须在合格的检定期内，同时需要热
处理的焊口编号、测温仪放置和数量、加热片覆盖厚度和宽度、各道焊口输入的
热处理工艺参数等必须经过焊接检验员检查确认等，以确保热处理质量。
热处理的加热范围以焊缝中心为基准，两侧各≥3 倍的焊缝宽度且≥25mm
的区域，加热区以外的100mm 范围应予保温，且管道端口应封闭。焊后热处理
应按确定的热处理参数严格的控制升温、恒温和降温过程。常用焊后热处理参数
如表 1所示。
表1焊后热处理参数
注： ①δ为管子壁厚，②炉管焊缝的焊后热处理恒温时间≥1h。工艺管线焊
缝的焊后热处理恒温时间≥30min。
热处理温度采用热电偶进行测量，按热处理参数合理选用热电偶。热电偶使
用前应经检定合格，并在有效期内。采用自动测温记录仪在整个热处理过程中连
续测量记录热处理温度。
在热处理自动记录曲线上注明热处理作业时间，由各责任人签名确认，并由
项目热处理责任工程师确认热处理自动记录曲线符合工艺要求，填发热处理报
告。热处理自动记录曲线及热处理报告应记入竣工资料。
热处理后在焊缝、热影响区及其附近母材分别抽检表面硬度，抽检数量应不
少于热处理坡口总量的 20%，所测硬度值应符合：炉管≤241HBW； 其他管道
≤300HBW。若硬度值超过规定，则应加强检查。
3. 结论
A335 P9 钢焊接性差，焊接工艺复杂，焊接质量要求高，先进合理的焊接工
艺及严格的过程质量控制是获得优质焊接的保证。因此铬钼钢炉管对接施焊和检
修必须严格执行有关标准，对焊缝进行有效的热处理，使其硬度符合要求。
参考文献：
[1]中国机械工程学会焊接学会. 焊接手册(第二卷)材料的焊接(第 2 版)[M].
北京：机械工业出版社, 2003.
[2]崔忠圻, 覃耀春. 金属学与热处理(第 2 版)[M]. 北京：机械工业出版社,
2007.