在水压试验前期，主蒸汽管道出口两只堵板需要焊接。主蒸汽管道出口规格为Φ483mm×70mm，此堵板焊缝两侧母材分别为SA335 -P91+20G，为异种钢焊接。由于焊件两侧材质差别很大，采用哪种焊接工艺能保证焊缝质量，同时能满足水压试验1.25倍超压试验的要求，对焊接提出新的难题。本文根据钢材性能和异种钢焊接技术规程，提出了精确的焊接工艺，解决了上述的焊接工艺问题，为今后该类焊口焊接提供了有力依据。
1 引 言
超临界以上火力发电机组锅炉侧主蒸汽出口材质均为SA335-P91，在水压试验前一种情况增加水压堵阀，这种做法成本很高;另外一种做法是焊接水压堵板，这种做法成本低，一般选择低合金钢或碳素钢的堵板，例如12Cr1MoVG、15CrMoG、20G等。但这种做法给施工单位带来了焊接困难的问题。
大唐淮北发电厂虎山项目2×660MW机组建筑安装工程#1机组水压前，主蒸汽管道出口两只堵板焊接。主蒸汽管道出口规格为Φ483mm ×70mm， 此堵板焊缝两侧母材为P91+20G。P91 为BⅢ类马氏体型热强钢，20G为AⅠ类碳素钢, 级别相差5个等级，在DL/T752-2010《火力发电厂异种钢焊接技术规程》中从焊接工艺评定到焊接材料没有相对应的选择依据，只是在6.3中提到异种钢接头两侧的材料的合金成分差异较大时，可采取堆焊过渡层的方法来减小接头部分材料合金的成分差，在低成分一侧堆焊一种中间成分的材料，形成过渡层[1]。根据这个思路确定采用堆焊过渡层的工艺进行焊接。
2 SA335-P91+20G工艺介绍
2.1 焊材选用 选择常用的火力发电厂使用的焊材，该工艺选择4种焊材，分别是E9018-B9、R407、R307、J507。
2.2 焊接工艺
2.2.1 焊接工艺 采用焊条电弧焊的方法进行焊接。
2.2.2 焊前预热 由于SA335-P91钢焊接时易产生冷裂纹，为防止产生冷裂纹，焊前必须进行预热。而材质为20G堵板最厚处达到70mm，因此也要进行预热，预热温度均为：200~250℃。预热时间越长越好，可以充分的使焊缝两侧的母材预热均匀，一般在5小时以上。
2.2.3 焊口点固 焊口施焊前应采用P91钢材质的点固块点固于焊口坡口内侧，点固数量为三个位置点固，点固块等距离地布置于坡口圆周内侧，待预热结束并焊接到“定位块”时，应除去点固块，但除去点固块时，不得损伤母材，并将其残留焊疤清除干净[2]。
2.2.4 过渡层焊接 采用两人对称焊、多层多道焊，并将各层的接头错10~15mm，且多层多道焊缝焊接时，各层道进行检查，合格后进行焊接次层道。每层焊道焊接厚度不超过焊条直径的1.5倍。
(1)过渡层第1层(E9018-B9层)：采用E9018-B9Ф4.0mm焊接。水压结束后，为了割除堵头时，不伤及母材，至少焊接2层，焊接厚度应>10mm。焊缝宽度应≥110mm。
(2)过渡层第2层(R407层)：在第1层焊接结束后，才能焊接第2层。采用R407 Ф4.0mm 焊接。至少焊接两层，焊缝厚度>10mm，焊缝宽度应≥105mm。
(3)过渡层第3层(R307层)：在第2层焊接结束后，才能焊接第3层。采用R307Ф4.0mm 焊接。焊接1层，焊缝厚度5mm，焊缝宽度应≥100mm。施焊过程中，层间温度控制在200~350℃。
2.2.5 碳钢层焊接 使用J507Ф4.0mm焊接，直至焊接结束。
2.2.6 焊后热处理 焊缝整体焊接完毕后，冷却到100~120℃，恒温1h，进行马氏体转变后再进行焊后热处理。热处理过程中升温、降温速度控制在60℃/h，加热温度为650±10℃。恒温时间依据1h/25mm计算，但应≥4h。该规格焊口恒温温度为4小时。选用4组10kW加热器分区控温，降温过程中，温度在300℃以下可不控制[3]。
焊后热处理时加热、测温点及保温层布置如图3所示，焊缝处焊缝为梯子焊缝，加热器采用绳型陶瓷加热器，其他位置用片状陶瓷加热器。
3 无损检测
热处理结束后，对焊缝及焊缝两侧各100mm 处进行打磨光滑，对焊缝进行磁粉检测，检测合格后，进行下一道工序。
4 结束语
通过合理的选用焊材，焊材材质层层递减，满足异种钢焊接要求。在后续水压试验中，该焊口承受了31.75MPa的试验(工作压力为25.4MPa)。 说明采用该工艺进行焊材成分差距比较大的异种钢焊接是成功的。