铬钼钢焊接材料焊接工艺及性能研究

蒋宇晨; 李恩; 何冰; 赵鑫; 毕明鑫

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2025.12.12

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专辑

铬钼钢焊接材料焊接工艺及性能研究
Research on Welding Technology Development and Application of Chrome-Molybdenum Steel Welding Material
2025年55卷第12期页码：85-90
收稿：2025-01-16，

修回：2025-02-21，

纸质出版：2025-12-20
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.12.12
稿件说明：

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蒋宇晨，李恩，何冰，等.铬钼钢焊接材料焊接工艺及性能研究［J］.电焊机，2025，55（12）：85-90. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.12.12.

JIANG Yuchen, LI En, HE Bing, et al.Research on Welding Technology Development and Application of Chrome-Molybdenum Steel Welding Material[J].Electric Welding Machine, 2025, 55(12): 85-90. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.12.12.

摘要

针对第四代核电堆型蒸汽发生器用SA-336 F22 CL3及SA-213M T22铬钼钢的焊接制造需求，系统研究了E9018-B3焊条、ER90S-B3焊丝及F9P2-EB3-B3/FLUX埋弧焊材三种匹配焊接材料的焊接工艺及接头性能。通过优化焊接操作技巧与工艺参数，并制定严格的预热（200~250 ℃）、后热（250~400 ℃保温2 h）及消应力热处理制度（690 ℃±15 ℃保温24~24.5 h），制备了焊接接头。测试结果表明，接头短时力学性能优异：熔敷金属在530 ℃高温抗拉强度保持良好，-20 ℃下ER90S-B3熔敷金属冲击功≥200 J，热处理后焊缝区硬度显著下降且分布均匀。530 ℃高温持久试验表明，焊接接头断裂寿命超过10 000 h，其应力-断裂时间关系曲线显著高于ASME标准曲线。研究证实，采用优化的焊接及热处理工艺，可获得成形良好、兼具优异短时力学性能与长期高温持久性能的铬钼钢焊接接头。该成果已成功应用于某四代核电蒸汽发生器制造，累计完成主要焊缝1 120条，无损检测一次合格率100%，为同类设备焊接制造提供了关键技术与实践依据。

Abstract

To meet the welding manufacturing requirements of SA-336 F22 CL3 and SA-213M T22 chrome-molybdenum steels for the fourth-generation nuclear reactor steam generators

a systematic study was conducted on the welding technology and joint performance of three matching welding materials: E9018-B3 electrode

ER90S-B3 wire

and F9P2-EB3-B3/FLUX submerged arc welding material. By optimizing welding operation techniques and process parameters and implementing strict preheating (200-250 ℃)

post-heating (250-400 ℃ for 2 h)

and stress relief heat treatment (690 ℃±15 ℃ for 24~24.5 h)

welded joints were prepared. Test results show excellent short-term mechanical properties: the deposited metal maintains good high-temperature tensile strength at 530 ℃

the impact energy of ER90S-B3 deposited metal at -20 ℃ is ≥200 J

and the hardness in the weld zone decreases significantly and distributes uniformly after heat treatment. High-temperature durability tests at 530 ℃ indicate that the fracture life of the welded joints exceeds 10

000 h

and their stress-time-to-fracture curves are significantly higher than the ASME standard curve. The research confirms that using optimized welding and heat treatment processes can achieve chrome-molybdenum steel welded joints with good formation

excellent short-term mechanical properties

and long-term high-temperature durability. This achievement has been successfully applied to the manufacture of a fourth-generation nuclear steam generator

with a total of 1

120 main welds completed and a 100% first-pass nondestructive testing qualification rate

providing key technical and practical basis for the welding manufacturing of similar equipment.

关键词

Keywords

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