珠光体耐热钢焊条全面说明

一、材料基本定义

珠光体耐热钢焊条是专门用于焊接中高温承压设备（工作温度 300~600℃）的焊接材料，以 Cr-Mo 系珠光体耐热钢为焊芯，搭配低氢型或钛钙型药皮，焊接后焊缝金属组织以珠光体 + 铁素体为主，具备优异的高温强度、抗蠕变能力与组织稳定性，是电力、石油化工、核电等领域高温承压设备焊接的核心耗材。

二、核心性能特点

1. 高温强度匹配性佳

焊缝金属与母材（如 12Cr1MoV、15CrMo）高温强度高度契合，设计温度下焊缝抗拉强度与母材偏差≤10%，屈服强度比≥0.8，可避免强度不匹配引发的应力集中。例如焊接 12Cr1MoV 钢（550℃抗拉强度≥345MPa）时，E5515-B2-V 焊条焊缝 550℃抗拉强度达 350~380MPa，满足强度需求。

2. 抗蠕变与抗回火脆性强

钼元素赋予焊缝出色抗蠕变能力，500℃、10000 小时蠕变变形量≤0.5%，保障设备长期稳定服役；通过控制磷、硫杂质（P≤0.035%、S≤0.035%），并添加钒、钛固定氮，可有效抑制 350~550℃区间的回火脆性，避免韧性骤降。

3. 工艺性稳定易操作

低氢型焊条电弧稳定，飞溅量≤5%，焊缝成形美观、脱渣性好，支持平焊、立焊、横焊、仰焊全位置焊接；药皮含水量≤0.15%，经 350~400℃×1~2 小时烘干后，可将焊缝氢含量控制在≤8mL/100g，降低冷裂纹风险。

4. 中温抗氧化与耐蚀可靠

焊缝含 1%~2.5% 铬元素，能形成致密 Cr₂O₃氧化膜，500~600℃空气或蒸汽环境中氧化速率≤0.1mm / 年；部分特种焊条（如 E5515-B2-MnV）可通过成分调整，提升耐石油化工领域硫化氢、二氧化碳等介质的腐蚀能力。

三、主要应用场景

1. 电力行业

• 锅炉管道：电站锅炉水冷壁、过热器、再热器管道（材质 12Cr1MoV、15CrMo，工作温度 350~550℃、压力 10~25MPa），用 E5515-B2、E5515-B2-V 焊条焊接，保障无裂纹、气孔，避免爆管。

• 汽轮机缸体：高中压缸体（材质 25Cr2Mo1VA，工作温度 400~500℃）拼接与修复，选 E6015-B3-VNb 焊条，焊后 680~700℃×4~6 小时高温回火，保证密封性能。

2. 石油化工行业

• 加氢反应器：筒节与法兰（材质 2.25Cr-1Mo，工作温度 380~450℃、压力 15~20MPa）焊接，用 E5515-B2-H 焊条，控制层间温度 250~350℃，焊后 600~620℃消氢处理防裂纹。

• 高温工艺管道：催化裂化高温油气管线（材质 15CrMo，工作温度 400~500℃），用 E5515-B2 焊条，焊缝 射线检测（RT）Ⅲ 级以上合格。

3. 核电行业

常规岛蒸汽发生器传热管、主蒸汽管道（材质 16MnDG、12Cr1MoVG，工作温度 300~350℃、压力 8~12MPa），选 E5015-G、E5515-B2 焊条，洁净环境焊接，控制焊接线能量 15~25kJ/cm，焊后整体热处理。

四、关键焊接工艺要点

1. 焊前准备

• 焊条烘干：密封焊条开封后入 80~100℃保温筒，焊接前 350~400℃烘干 1~2 小时，烘干后转入 80~120℃保温筒随用随取。

• 母材清理：打磨焊接区域（坡口及两侧 20mm）至露金属光泽，必要时脱脂，防气孔、夹杂。

• 预热：12Cr1MoV 钢预热 200~250℃，2.25Cr-1Mo 钢预热 250~300℃，加热均匀，温度偏差≤±15℃。

2. 焊接过程控制

• 参数设定：以 E5515-B2（直径 3.2mm）为例，电流 90~110A、电压 22~24V、速度 8~10cm/min，线能量 15~20kJ/cm，避免过热或未熔合。

• 层间温度：保持层间温度不低于预热温度且≤350℃，缩短停留时间，防马氏体组织与冷裂纹。

• 焊接手法：短弧焊接（弧长≤焊条直径），摆动幅度 2~3 倍焊条直径，收弧填满弧坑防弧坑裂纹。

3. 焊后处理

• 消氢处理：焊后立即 250~300℃×2~4 小时消氢，加热≤100℃/h、冷却≤50℃/h，加速氢逸出。

• 高温回火：12Cr1MoV、2.25Cr-1Mo 材质焊后 600~700℃回火，保温时间 2.5~3min/mm，随炉冷至 300℃以下空冷，消除≥80% 焊接应力。

• 无损检测：回火后焊缝 RT（JB/T 4730.2 Ⅲ 级）或 UT（JB/T 4730.3 Ⅲ 级），配合 PT 排查表面裂纹。

4. 特殊工况应对

• 厚壁工件：壁厚≥30mm 用多层多道焊，每层厚度≤焊条直径，每 3~4 层中间消氢，防应力累积。

• 低温环境：环境温度＜0℃时，母材整体预热 100~150℃，防风防潮，避免温度骤降。

• 异种钢焊接：与奥氏体不锈钢（如 304）焊接，用镍基焊条（如 ENiCrMo-3）过渡，防碳迁移。

五、选型建议与使用注意事项

1. 选型原则

• 按母材成分：15CrMo 选 E5515-B2；12Cr1MoV 选 E5515-B2-V；2.25Cr-1Mo 选 E5515-B2-H；25Cr2Mo1VA 选 E6015-B3-VNb。

• 按工作温度：≤450℃选 Cr-Mo 系（E5515-B2）；450~550℃选 Cr-Mo-V 系（E5515-B2-V）；≥550℃选高合金焊条（E6015-B3）。

2. 使用注意事项

• 禁止受潮焊条：受潮焊条药皮易脱落、飞溅大、氢含量高，烘干后暴露≤4 小时，多重新烘干 2 次。

• 避免超温使用：长期使用温度≤600℃，超温易致焊缝组织球化、石墨化，强度骤降。

• 规范存储：存于干燥通风库房（湿度≤60%、温度≥5℃），远离腐蚀物质，存放期≤2 年，过期需复验合格再用。