一、奧氏體不銹鋼及鐵素體鋼焊接性能分析:
奧氏體與鐵素體類鋼的焊接,關鍵是焊接材料與兩側鋼材各種性能的匹配問題。要獲得可靠的異種金屬接頭焊接材料就應滿足以下若干條件:
a、防止焊接缺陷:焊接材料必須有能力承受兩種母材的稀釋而不形成對裂紋敏感的組織或其他缺陷 ;
b、物理性能:焊縫金屬的物理性能應該與兩種母材性能相匹配 , 其中熱膨脹問題是非常重要的。為了使運行的熱應力降到最小程度 ,焊接材料的熱膨脹系數應介于兩種母材之間;
c、組織穩定性:焊縫金屬必須在所有使用溫度下保持 組織的穩定性 , 盡量不發生碳擴散以及產生有害 碳化物相。
d、抗腐蝕性:焊縫金屬的抗腐蝕能力應高于其中一側母材,以防止焊縫被優先腐蝕。
二、焊接工藝性的分析:
奧氏體與鐵素體的焊接可采用手工電弧焊、氬弧焊、埋弧焊、脈沖氬弧焊等方法進行。選擇原則是優先選擇能在保證焊接質量的情況下 ,輸入較小的線能量的焊接方法。
焊接線能量在保證焊接質量的前提下應盡可能降低 ,因為奧氏體的柱狀晶具有明顯的方向性,晶界有利于雜質的偏析和缺陷的聚集 ,同時奧氏體的線膨脹系數大 ,冷收縮應力大 ,易產生熱裂紋。另外合金元素 Cr 、Ti等元素易燒損,所以要求的線能量不能太高。
奧氏體與鐵素體鋼焊接時,線能量輸入過大 ,容易在鐵素體鋼熱影響區的過熱區產生粗大的晶粒,降低接頭的機械性能,易產生再熱裂紋,線能量的輸入過大還會增加焊縫的稀釋率,可能在靠近鐵素體一側焊縫產生一定量的馬氏體組織 ,增大產生冷裂紋的傾向。
焊前是否選擇預熱是十分重要的,對于鐵素體鋼來說,預熱可以減少熱影響區的淬硬傾向 ,減緩冷卻速度 ,防止冷裂紋的產生 ,但預熱實際上增加了線能量 ,對奧氏體鋼則易產生熱裂紋及增大熔合比。綜合考慮 , 對于淬硬性較大的鐵素體鋼與奧氏體鋼焊接時 ,還是采取預熱措施為好,擔預 熱的溫度應適當控制 ,不宜過高。
焊后是否進行熱處理 ,也是十分重要的問題。一般來講奧氏體鋼熱處理會帶來一系列的問題,如 475℃脆化 、σ相析出 、碳化物析出及晶間腐蝕能力降低等 ,所以奧氏體鋼焊后一般不需要進行熱處理 。
異種鋼焊接要做熱處理是根據鐵素體鋼的特性提出的 ,鐵素體鋼焊后進行熱處理的目的是消除焊接應力 ,降低硬度 ,改善組織等 .對于薄 壁管如12Cr2MoWVTiB ( 鋼 102 ) , 壁厚小于 6 mm 時 ,采取一定措施 (氬弧焊 、預熱 、緩冷) 后 ,按電力 部《焊工技術考核規程》規定可免做熱處理。
另外,異種鋼焊口在熱處理過程中,會發生碳擴散,溫度越高,時間越長,碳擴散越嚴重,結果在鐵素體鋼一側熔合線兩邊形成脫碳與增碳層,降低接頭的蠕變性能,并在高溫下長期使用 ,該熔合區易產生顯微裂紋,因此異種鋼焊后是否要做熱處理要慎重。
三、結論:
奧氏體不銹鋼與鐵素體鋼的焊接 ,主要應綜合考慮影響異質接頭壽命的因素 ,選擇更合理的焊接方法 、焊接材料 、焊接工藝 、結構設計等來延長異質接頭的壽命,在焊接材料的選用中以鎳基材料較為理想。
關鍵詞:奧氏體不銹鋼 鐵素體不銹鋼
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