奧氏體不銹鋼的焊接特點(diǎn)

奧氏體不銹鋼的焊接是有其獨(dú)特特點(diǎn)的,綜上所述.奧氏體不銹鋼的焊接時(shí)焊條選用尤其值得注意,只有這樣才干達(dá)到針對(duì)不同資料實(shí)施不同的焊接方法和不同材料的焊條,不銹鋼焊條必需根據(jù)母材和工作條件(包括工作溫度和接觸介質(zhì)等)來(lái)選用。這樣才有可能能達(dá)到所預(yù)期的焊接質(zhì)量。

能使鋼處于鈍化狀態(tài)、又具有不銹鋼特性的鋼。不銹鋼根據(jù)其顯微組織分為鐵素體型、馬氏體型、奧氏體型、奧氏體+鐵素體型和沉淀硬化型不銹鋼。奧氏體不銹鋼通常在常溫下的組織為純奧氏體,不銹鋼是指主加元素Cr高于12%.也有一些為奧氏體+少量鐵素體,這種少量鐵素體有助于防止熱裂紋。

一、奧氏體不銹鋼的焊接特點(diǎn):

容易出現(xiàn)熱裂紋。

防止措施:

鐵素體的含量控制在3-5%以下。因?yàn)殍F素體能大量溶解有害的SP雜質(zhì)。1盡量使焊縫金屬呈雙相組織.

以限制焊縫金屬中SPC等的含量。2盡量選用堿**皮的上等焊條.

焊縫和熱影響區(qū)在加熱到450-850℃敏化溫度區(qū)時(shí)在晶界上析出碳化鉻,2晶間腐蝕:根據(jù)貧鉻理論.造成貧鉻的晶界,缺乏以抵抗腐蝕的水平。

防止措施:

如A002等;采用含鈦、鈮等穩(wěn)定化元素的焊條,1采用低碳或超低碳的焊材.如A137A132等。

使焊縫金屬成為奧氏體+鐵素體的雙相組織,2由焊絲或焊條向焊縫熔入一定量的鐵素體形成元素.鐵素體一般控制在4-12%

選用較小的焊接電流和較快的焊接速度,3減少焊接熔池過(guò)熱.加快冷卻速度。奧氏體不銹鋼的焊接特點(diǎn)

4對(duì)耐晶間腐蝕性能要求很高的焊件進(jìn)行焊后穩(wěn)定化退火處理

表示為無(wú)塑性變形的脆性破壞。3應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂:應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂是焊接接頭在特定腐蝕環(huán)境下受拉伸應(yīng)力作用時(shí)所產(chǎn)生的延遲開(kāi)裂現(xiàn)象。奧氏體不銹鋼焊接接頭的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂是焊接接頭比較嚴(yán)重的失效形式.

應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂防止措施:

盡可能減小冷作變形度,1合理制定成形加工和組裝工藝.防止強(qiáng)制組裝,防止組裝過(guò)程中造成各種傷痕(各種組裝傷痕及電弧灼痕都會(huì)成為SCC裂源,易造成腐蝕坑)奧氏體不銹鋼的焊接特點(diǎn)

不發(fā)生任何**組織,2合理選擇焊材:焊縫與母材應(yīng)有良好的匹配.如晶粒粗化及硬脆馬氏體等;

不發(fā)生任何應(yīng)力集中或點(diǎn)蝕的缺陷,3采取合適的焊接工藝:保證焊縫成形良好.如咬邊等;采取合理的焊接順序,降低焊接剩余應(yīng)力水平;

如焊后完全退火或退火;難以實(shí)施熱處置時(shí)采用焊后錘擊或噴丸等。4消除應(yīng)力處置:焊后熱處理.

如液氨介質(zhì)中的O2N2H2O等;液化石油氣中的H2S;氯化物溶液中的O2Fe3+Cr6+等;防蝕處理:如涂層、襯里或陰極保護(hù)等;添加緩蝕劑。5生產(chǎn)管理措施:介質(zhì)中雜質(zhì)的控制.

低溫使用時(shí),4焊縫金屬的低溫脆化:對(duì)于奧氏體不銹鋼焊接接頭.焊縫金屬的塑韌性是關(guān)鍵問(wèn)題。此時(shí),焊縫組織中的鐵素體的存在總是惡化低溫韌性。

防止措施:

通過(guò)選用純奧氏體焊材和調(diào)整焊接工藝獲得單一的奧氏體焊縫。

導(dǎo)致整個(gè)接頭脆化,5焊接接頭的σ相脆化:焊件在經(jīng)受一定時(shí)間的高溫加熱后會(huì)在焊縫中析出一種脆性的σ相.塑性和韌性顯著下降。σ相的析出溫度范圍650-850℃。高溫加熱過(guò)程中,σ相主要由鐵素體轉(zhuǎn)變而成。加熱時(shí)間越長(zhǎng),σ相析出越多。

防止措施:

即高鎳焊材。1限制焊縫金屬中的鐵素體含量(小于15%;采用超合金化焊接材料.

以減小焊縫金屬在高溫下的停留時(shí)間;2采用小規(guī)范.

使σ相溶入奧氏體。3對(duì)已析出的σ相在條件允許時(shí)進(jìn)行固溶處理.奧氏體不銹鋼的焊接特點(diǎn)

二、奧氏體不銹鋼的焊條選用要點(diǎn):

但也用作耐熱鋼和低溫鋼。因此,不銹鋼主要用于耐腐蝕.焊接不銹鋼時(shí),焊條的性能必需與不銹鋼的用途相符。不銹鋼焊條必需根據(jù)母材和工作條件(包括工作溫度和接觸介質(zhì)等)來(lái)選用。

焊條的選用可參照母材的材質(zhì),1一般來(lái)說(shuō).選用與母材成分相同或相近的焊條。如:A 102對(duì)應(yīng)0Cr19Ni9;A 137對(duì)應(yīng)1Cr18Ni9Ti

因此,2由于碳含量對(duì)不銹鋼的抗腐蝕性能有很大的影響.一般選用熔敷金屬含碳量不高于母材的不銹鋼焊條。如316L必需選用A022焊條。

3奧氏體不銹鋼的焊縫金屬應(yīng)保證力學(xué)性能。可通過(guò)焊接工藝評(píng)定進(jìn)行驗(yàn)證。

所選用的焊條主要應(yīng)能滿足焊縫金屬的抗熱裂性能和焊接接頭的高溫性能。4對(duì)于在高溫工作的耐熱不銹鋼(奧氏體耐熱鋼).

如1Cr18Ni9Ti等,1對(duì)Cr/Ni≥1奧氏體耐熱鋼.一般均采用奧氏體-鐵素體不銹鋼焊條,以焊縫金屬中含2-5%鐵素體為宜。鐵素體含量過(guò)低時(shí),焊縫金屬抗裂性差;若過(guò)高,則在高溫臨時(shí)使用或熱處置時(shí)易形成σ脆化相,造成裂紋。如A002A102A137

可能要求采用全奧氏體的焊縫金屬時(shí),某些特殊的應(yīng)用場(chǎng)所.可采用比如A402A407焊條等。

如Cr16Ni25Mo6等,2對(duì)Cr/Ni<1穩(wěn)定型奧氏體耐熱鋼.一般應(yīng)在保證焊縫金屬具有與母材化學(xué)成分大致相近的同時(shí),增加焊縫金屬中MoWMn等元素的含量,使得在保證焊縫金屬熱強(qiáng)性的同時(shí),提高焊縫的抗裂性。如采用A502A507

則應(yīng)按介質(zhì)和工作溫度來(lái)選擇焊條,5對(duì)于在各種腐蝕介質(zhì)中工作的耐蝕不銹鋼.并保證其耐腐蝕性能(做焊接接頭的腐蝕性能試驗(yàn))

須采用含有Ti或Nb穩(wěn)定化元素或超低碳不銹鋼焊條。如A137或A002等。1對(duì)于工作溫度在300℃以上、有較強(qiáng)腐蝕性的介質(zhì).

常選用含Mo或含Mo和Cu不銹鋼焊條如:A 032A052等。2對(duì)于含有稀硫酸或鹽酸的介質(zhì).

腐蝕性弱或僅為防止銹蝕污染的設(shè)備,3工作.方可采用不含Ti或Nb不銹鋼焊條。

采用超合金化的焊材,為保證焊縫金屬的耐應(yīng)力腐蝕能力.即焊縫金屬中的耐蝕合金元素(CrMoNi等)含量高于母材。如采用00Cr18Ni12Mo2類型的焊接資料(如A022焊接00Cr19Ni10焊件。

應(yīng)保證焊接接頭在使用溫度的低溫沖擊韌性,6對(duì)于在低溫條件下工作的奧氏體不銹鋼.故采用純奧氏體焊條。如A402A407

7也可選用鎳基合金焊條。如采用Mo達(dá)9%鎳基焊材焊接Mo6型超級(jí)奧氏體不銹鋼。

8焊條藥皮類型的選擇:

具有良好的塑性和韌性,1由于雙相奧氏體鋼焊縫金屬自身含有一定量的鐵素體.從焊縫金屬抗裂性角度進(jìn)行比擬,堿**皮與鈦鈣型藥皮焊條的差別不像碳鋼焊條那樣顯著。因此在實(shí)際應(yīng)用中,從焊接工藝性能方面著眼較多,大都采用藥皮類型代號(hào)為17或16焊條(如A102A A102A132等)