某石化公司催化干氣吸附氫聯合裝置的一臺核心設備，主體材質為15CrMoR(H)+SUS321，其中基層15CrMoR(H)是在15CrMoR鋼板基礎上研制開發的臨氫設備用耐磨板。該材料焊接冷裂紋敏感性較高，焊接過程易產生冷裂紋，因此必須對基層和堆焊層的焊接選擇合適的焊材，制定合理的焊接工藝，才能成功進行15CrMoR(H)+SUS321復合耐磨板的焊接。

　　15CrMoR(H)+SUS321復合耐磨板由化學成分和物理性能都不同的異種鋼板復合而成。復層鋼和基層鋼相比較，復層鋼有較高的Cr、Ni含量，且其含C量低（ω（C）≤0.10%），化學成分見表1。

表1 15CrMoR(H)與SUS321的化學成分（質量分數，%）

　　基層鋼15CrMoR(H)是珠光體耐磨板，其焊接性能較差，在冷卻速度較大的條件下，有淬硬傾向。熱影響區是焊接接頭的薄弱環節，焊接時由于加熱極不均勻，使熱影響區不斷改變溫度、應力和應變狀態。焊接熱過程使熱影響區的晶粒變粗，組織不均勻，導致性能惡化。熱影響區的關鍵部位是接近熔合線的粗晶區，該區晶粒粗大，性能最易變壞，是產生各種焊接裂紋的最敏感區域。

　　在焊縫堆焊層焊接中，直接用E347-16（A132）焊條施焊時，會熔化部分基層，使堆焊層焊縫的合金元素稀釋，導致此處焊縫金屬的碳含量增高，降低了耐磨性能，同時此處焊縫還會形成淬硬的馬氏體組織，易產生裂紋。因此，在基層和復層交界面上增加一層過渡層，該層選用高CrNi型焊條E309L-16（A062），其焊縫金屬被基層稀釋后，合金成分會降低，但仍可保證結合區具有良好的塑性。

　　復層鋼SUS321和基層鋼15CrMoR(H)的熱導率和線膨脹系數存在很大差異，材料在加熱和冷卻時會產生很大的應力。同時，在施焊過程中，由于加熱和冷卻不均勻，在基層的厚度方向會產生很大的殘余應力，這種殘余應力在復合耐磨板表面形成拉伸應力，這兩種應力的疊加是復合耐磨板焊接產生裂紋的主要原因。

　　可見，對于15CrMoR(H)+SUS321復合耐磨板的焊接，為保證焊接質量，必須選擇適當的焊接材料、坡口型式、合理的焊接、熱處理工藝。采取相應措施后，所有焊縫的一次探傷合格率超過98%，一次返修合格率為100%，符合設計要求，為今后焊接此類復合耐磨板積累了寶貴經驗。