1. P91鋼的化學成分

 P91鋼為馬氏體耐熱鋼，其化學成分見表4-18.

2. 焊前準備

  對口裝配應支撐牢固，防止在焊接過程中發生管道位移和變形。嚴禁在管道母材上焊接其他支撐物。支撐物應遠離加熱器300~500mm.對口間隙4~5mm,鈍邊≤2mm.點固時采用同種材料點固塊，長度為10~20mm,用電焊點固到P91管坡口內，待打底層完成后再用角磨機磨掉。

  試件組對前用半圓銼將毛刺打磨掉，然后銼出所需鈍邊。清除試件坡口周圍20mm范圍內鐵銹、油污等。

  采用有效的充氬氣保護措施，在P91大管600mm長度范圍內，焊縫間隙用錫箔紙封死，管端用草紙板密閉封堵成一個氣池，在300℃時草紙板焦煳，760℃高溫回火后，草紙板變為灰燼，不會造成危害。

3. 焊接

  焊接方法采用手工TIG焊打底和焊條電弧焊填充蓋面。對于水平固定管始焊位置在時鐘6點位置，焊接方向由底向上分兩半圈進行焊接，可先從逆時針方向開始。對于垂直固定管起焊位置不作要求。焊接工藝參數見表4-19.

①. 氬弧焊打底焊

  a. 水平固定焊

   水平固定氬弧焊在底部引弧后，在坡口根部間隙兩側用焊槍劃圈預熱，待坡口兩側鈍邊熔化形成熔孔后，由管內側緊貼熔孔送進焊絲，填絲方法如圖4-46和圖4-47所示。在鈍邊熔化邊緣兩側各送進一滴液態金屬，通過焊槍橫向擺動，使之形成搭橋連接。在打底焊過程中，應根據焊接位置的不同變換填絲方式。在仰焊及仰爬坡焊位置采用內填絲法，在立焊、立爬坡焊及平焊位置時采用外填絲法；焊絲與管外壁焊接方向成10°~15°夾角。打底焊時注意焊槍及焊絲擺動方法，一般以鋸齒或月牙擺動為宜（圖4-48).電弧熔化坡口每側0.5~1mm,焊絲送進要緊貼熔池，焊絲端部跟電弧行走方向做小幅度橫向擺動，擺動中注意不得使焊絲與鎢極端部接觸。

  封口焊時，當電弧運至距管子頂部3~4mm處，停止送絲，先在封口處周圍劃圈預熱，使之呈紅熱狀態，然后將電弧拉回原熔池填絲焊接。封口后停止送絲繼續向前施焊5~10mm停弧。停弧后不要立即移開焊槍，要待熔池凝固后再移開。

  后半部焊接按順時針方向焊接，焊接方法與前半圈相同。打底焊縫厚度一般以2~2.5mm為宜。

  b. 垂直固定焊

   垂直固定氬弧焊在坡口內側空間引弧，焊槍與焊接方向夾角為70°~80°,焊絲與管壁內側周向夾角為10°~15°,將焊槍在坡口根部做上、下劃圈預熱。當鈍邊熔化形成熔孔后，即在坡口根部上、下側各送一滴液態金屬，擺動焊槍形成搭橋連接，然后開始正常焊接。填充時應注意焊絲端部從上側坡口斜拉下側坡口根部，保證電弧一半用來熔化金屬，使之形成均勻焊縫；一半用來打開熔孔，保證背面焊縫成形。垂直固定管打底焊時，受重力作用，液態金屬極易下墜，因此在操作時送絲要節奏均勻，焊槍采用上、下斜拉鋸齒形擺動方法，盡量采用短弧焊接。

②. 焊條電弧焊填充及蓋面焊

  a. 水平固定焊

   水平固定管填充及蓋面焊均采用焊條電弧焊，通常是將打底焊前半部分作為填充焊的后半部分，目的是將上下接頭錯開，填充層運條采用鋸齒形擺動，在焊接過程中，從下向上焊接位置不得變化，焊條角度也應隨之發生變化，如圖4-49所示。

  蓋面層采用月牙形運條焊接，在坡口兩側邊緣要注意停頓。焊條擺動要平穩，以使焊后波紋均勻美觀。引弧點要在焊接前方10~15mm處，電弧引燃后，要拉回熔池中心處，待弧坑填滿后，方能繼續向前擺動焊接。水平固定管焊道布置如圖4-50所示。

  b. 垂直固定焊

   垂直固定管焊接時，必須保證焊縫上下兩端熔合良好，不得出現未熔合和夾渣等缺陷。填充焊道采用多道焊，焊道分布如圖4-51所示。焊條角度如圖4-52和圖4-53所示。第一道焊時焊條與焊接方向的夾角為75°~85°,與坡口下端夾角為50°~60°,運條方法為斜圓圈形。焊接過程中注意電弧中心對準上一層焊縫的下邊緣，向前運條時不要將坡口棱邊破壞，以防蓋面焊時影響視線。下一道焊對準上一道焊縫的上邊緣，但焊條角度向下適當調整。運條時注意電弧覆蓋焊道情況，下側要稍大于上一道焊縫中心，上側要緊貼坡口邊緣棱角處。

  蓋面焊時第一道采用直線形運條，短弧焊接。焊接中注意坡口下邊緣熔化情況，一般熔池要熔化坡口邊緣0.5~1mm.下一道焊接采用斜圓圈形運條方法，要壓住上一道焊縫近2/3.焊條擺動幅度要視所剩焊縫寬度選擇。寬度大采用斜鋸齒擺動，寬度小則采用直線運條方法。焊接中要適當減小焊接電流，并縮短弧長，使熔化的液態金屬和熔渣均勻覆蓋在焊縫表面上，得到整齊美觀的焊縫成形。

4. 焊后熱處理

  焊后在焊縫冷至100~120℃后進行焊后熱處理。焊后熱處理的升溫速度控制在150℃以下，恒溫溫度為750℃±10℃,恒溫時間按壁厚每25mm保溫1h計算，但不得少于3h,降至300℃以下，可以不作控制。