鐵素體型不銹鋼在室溫下,一般都是具有純鐵素體組織,強度不算很高,塑性、韌性良好;若將其加熱到高溫,也有可能會出現少量的奧氏體組織(對含鉻量較低的鋼)或者根本不出現奧氏體組織。所以,在焊接過程的熱循環作用下,有可能出現少量或者根本不出現馬氏體組織。因此,這類鋼經焊接后不會出現強度顯著下降或淬火硬化的問題,即使出現了少許馬氏體組織也可以通過焊后熱處理來解決。可以說,這類鋼焊接接頭的室溫強度不是焊接的主要矛盾;再者,由于其焊接熱膨脹問題遠比奧氏體型鋼輕微,因而其焊接熱裂紋和冷裂紋的問題也不很突出。


 通常說,鐵素體不銹(xiu)鋼不如奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)好焊,主要是指在焊接過程中,可能導致焊接接頭的塑性、韌性降低,即發生脆化的問題。同其他品種不銹鋼的焊接一樣,如何保證鐵素體型不銹鋼焊接接頭具有相同于母材的耐腐蝕性,這是焊接的另一個關鍵問題;再者,對于鐵素體型不銹耐熱鋼而言,焊接接頭在高溫下長期服役可能出現的脆化問題也是必須重視的。


一、鐵素體(ti)不(bu)銹鋼焊接方法


 雖然說各種電弧焊方法都可用于鐵素體不銹鋼(gang)焊接,但焊接能量集中、焊接速度較快的焊接方法應是鐵素體不銹鋼焊接方法的首選。采用合適的焊接方法,來實現控制焊接線能量,達到抑制焊接區的鐵素體晶粒過分長大的目的。


 如此(ci)看來,焊(han)(han)(han)接方法應選(xuan)擇(ze)高能(neng)量的(de)等離子弧焊(han)(han)(han)和(he)真(zhen)空電子束(shu)焊(han)(han)(han)最(zui)為合適(shi)。同(tong)時要求焊(han)(han)(han)接材料不得污(wu)染(ran);焊(han)(han)(han)接熔池、焊(han)(han)(han)縫(feng)背面(mian)都要進行(xing)有效(xiao)保(bao)護,防止空氣(qi)的(de)侵入(ru)。除采(cai)用(yong)小的(de)熱輸(shu)入(ru)進行(xing)焊(han)(han)(han)接外(wai),焊(han)(han)(han)縫(feng)背面(mian)可用(yong)惰性氣(qi)體保(bao)護,并最(zui)好采(cai)用(yong)水冷(leng)銅墊板,以減少過熱,增加(jia)冷(leng)卻速度,多層焊(han)(han)(han)時層間溫度要控制在100℃左(zuo)右。



二(er)、鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼焊接(jie)材料


  鐵素(su)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊接(jie)材(cai)料的(de)選擇,對鐵素(su)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)焊接(jie)無疑(yi)是非常重要的(de)。其焊接(jie)材(cai)料既要保(bao)(bao)證焊接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)塑性(xing)、韌(ren)性(xing),即不(bu)(bu)發生脆化(hua)的(de)問題,又要保(bao)(bao)證鐵素(su)體型不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊接(jie)接(jie)頭(tou)具有相同(tong)于母(mu)材(cai)的(de)耐(nai)腐蝕性(xing)。


 在焊接鐵素體不銹鋼時,通(tong)常可以采用兩(liang)種焊接材料(liao):


  1. 與母材相同(tong)類型的焊接材料


      如0Cr12、0Cr13、0Cr13AL,等用00Cr13Nb焊(han)絲,0Cr17、0Cr17Ti使(shi)用1Cr17(Ti)焊(han)絲。在要求焊(han)縫金屬與母材有相同的導(dao)電、導(dao)磁及力學(xue)性能(neng)和表面色(se)澤(ze)時應使(shi)用同材質的焊(han)接材料。


  2. 采用奧氏體(ti)焊接(jie)材料或鎳基合金


   采用奧氏體(ti)焊接(jie)材料或鎳基合金(jin),實質(zhi)上是異(yi)種鋼焊接(jie),可以提(ti)高焊接(jie)接(jie)頭的(de)韌性,免除焊前預(yu)熱和焊后(hou)熱處(chu)理(li)。由(you)于鐵素體(ti)焊接(jie)材料的(de)熔(rong)敷(fu)金(jin)屬韌性太(tai)低(di),加(jia)上添加(jia)的(de)鋁與鈦等(deng)鐵素體(ti)形成(cheng)元(yuan)素難(nan)以有(you)效地過渡到熔(rong)池中去(qu),因此鐵素體(ti)焊接(jie)材料的(de)應用受到一定(ding)的(de)限制(zhi)。


  盡管在(zai)一些例子中采用同種金屬做焊(han)絲是成(cheng)功(gong)的(de),但(dan)是,最好(hao)還(huan)是采用低(di)碳的(de)奧氏體不(bu)銹鋼作為(wei)鐵素(su)體不(bu)銹鋼焊(han)縫的(de)充填金屬。鐵素(su)體不(bu)銹鋼焊(han)接材(cai)料的(de)選(xuan)擇,見(jian)表(biao)2-7。


表 7.jpg

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三、鐵素(su)體不銹鋼的(de)焊接工(gong)藝


  為(wei)了克服普通高鉻(ge)鐵素體(ti)不銹在焊接過程中出現的(de)晶間腐蝕(shi)和焊接接頭脆化(hua)而引起(qi)的(de)冷(leng)裂(lie)紋,在焊接工藝上應采取以下措施:


   1. 焊前預(yu)熱


     預熱(re)溫(wen)度為100℃~200℃,目的(de)(de)(de)在于使被焊材料處于韌性較好的(de)(de)(de)狀(zhuang)態和降低焊接接頭的(de)(de)(de)應力。隨著鋼中鉻的(de)(de)(de)含量(liang)提高,預熱(re)溫(wen)度也應相應提高。


   2. 焊后熱處(chu)理


    焊后(hou)對焊接(jie)接(jie)頭(tou)區(qu)域要(yao)進行750℃~800℃退火處理,使過飽和碳和氨氮完(wan)全(quan)析出,使鉻充分地補充到貧(pin)鉻區(qu),以恢復其耐蝕性,同時(shi)也可改善焊接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)塑性。值得注意的(de)是,退火后(hou)應快冷,以防止(zhi)475℃脆性產生。


  3. 采用小(xiao)的熱(re)輸(shu)人


    在焊接過程中,應采用小的熱輸入進行施焊,以減少高溫脆化和475℃脆性的影響。


    當(dang)選用(yong)的(de)焊(han)接材(cai)料與母(mu)材(cai)金屬的(de)化學(xue)成分(fen)相當(dang)時,必須按上述工藝措施進行(xing)。如選用(yong)奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)焊(han)接材(cai)料,則可免除焊(han)前預熱和(he)焊(han)后熱處理;但(dan)對(dui)于(yu)不(bu)(bu)含穩定化元素(su)的(de)鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)焊(han)接接頭來說,熱影(ying)響(xiang)區的(de)粗晶脆(cui)化和(he)晶間腐蝕(shi)問(wen)題不(bu)(bu)會(hui)因填(tian)充(chong)材(cai)料的(de)改變而變化。奧氏體(ti)(ti)或奧氏體(ti)(ti)-鐵素(su)體(ti)(ti)焊(han)縫金屬基(ji)本(ben)上與鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)母(mu)材(cai)等強(qiang)度;但(dan)在某些腐蝕(shi)介(jie)質中,這種異質焊(han)接接頭的(de)耐蝕(shi)性可能低(di)于(yu)同質的(de)接頭。


  極低碳(tan)的(de)(de)(de)高鉻(ge)鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼板(ban)厚小(xiao)于5mm時(shi)焊(han)(han)(han)前可不(bu)預熱,焊(han)(han)(han)后也不(bu)必進(jin)行熱處理,可使(shi)焊(han)(han)(han)接接頭仍保(bao)持足夠的(de)(de)(de)韌性,耐腐蝕性也好。焊(han)(han)(han)接工藝的(de)(de)(de)重點是使(shi)焊(han)(han)(han)縫金屬中(zhong)碳(tan)加氮的(de)(de)(de)含量(liang)不(bu)高于母材金屬的(de)(de)(de)含量(liang),首(shou)先焊(han)(han)(han)接材料必須滿足這一要(yao)(yao)求。焊(han)(han)(han)接方法應選擇(ze)高能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)等(deng)離(li)子(zi)弧(hu)焊(han)(han)(han)和真空電子(zi)束焊(han)(han)(han)。要(yao)(yao)求焊(han)(han)(han)接材料不(bu)得(de)污染;焊(han)(han)(han)接熔(rong)池、焊(han)(han)(han)縫背(bei)面都要(yao)(yao)有(you)效保(bao)護(hu),防止(zhi)空氣的(de)(de)(de)侵入。除采用(yong)小(xiao)的(de)(de)(de)熱輸人進(jin)行焊(han)(han)(han)接外,焊(han)(han)(han)縫背(bei)面可用(yong)惰性氣體保(bao)護(hu),并最好采用(yong)通冷(leng)卻(que)水的(de)(de)(de)銅墊板(ban),以減少過熱,增加冷(leng)卻(que)速度(du)。多(duo)層(ceng)焊(han)(han)(han)時(shi)層(ceng)間(jian)溫度(du)要(yao)(yao)控(kong)制在(zai)100℃左(zuo)右(you)。



四、鐵素體(ti)不銹鋼的(de)焊接技巧


(1). 采用窄焊(han)道焊(han)接(jie),如小的(de)焊(han)接(jie)線(xian)能量(liang)、較(jiao)快的(de)焊(han)接(jie)速度等(deng);


(2). 使焊絲的(de)受熱末端(duan)始(shi)終(zhong)處在保(bao)護氣體中;


(3). 采(cai)用先進的(de)焊接(jie)技(ji)術,如等離子電(dian)弧焊、熔化(hua)極電(dian)弧焊等;


(4). 熄弧后應繼續(xu)通(tong)保護氣體,直至冷(leng)卻充分;


(5). 用純(chun)凈度高的氬氣保(bao)護(hu)焊(han)接熔池;


(6). 焊縫背面應采用惰性氣體保護;


(7). 對于多層(ceng)焊接,應用不銹(xiu)鋼(gang)刷子清(qing)除層(ceng)間氧化物。