不锈钢焊接技术特点.docxVIP

不锈钢焊接特点 1.可焊性综述奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性，很好的塑性和韧性，可焊性良好，不会发生任何淬火硬化，很少出现冷裂纹，由于热胀冷缩特别大带来两个问题：一是出现热裂纹，二是焊接变形大，焊缝冷却时收缩应力大，可能出现应力腐蚀破坏现象、475℃脆化、σ相析出脆化、晶间腐蚀等缺陷。马氏体型不锈钢，具有强烈的淬硬倾向，易出现冷裂纹，焊接接头受热超过1150℃区域，晶粒显著长大，过快过慢的冷却速度可能引起接头脆化，晶间腐蚀倾向较小，也具有475℃脆化。铁素体型不锈钢不会发生淬火硬化现象，加热大于950℃，焊缝及热影响区晶粒严重长大，无法用焊后热处理细化晶粒，会产生冷裂纹。容易出现475℃脆化及σ相析出脆化。600℃以上短时加热后空冷可消除475℃脆化，加热到930～980℃急冷可消除σ相析出脆化。 2.焊缝腐蚀、脆化及防止措施 说明焊缝晶间腐特征：晶间腐蚀从外观上不易发觉，但晶粒结合强度几乎全部丧失，腐蚀深度较大，可失去金属声，导致过载断裂，严重的晶间腐蚀可形成粉末从构件上脱落下来晶间腐蚀是危险性很大的破坏，起因是贫铬敏化。当加热到600～800℃区间，会发生敏化，其实质是过饱和固溶的碳向晶粒边界扩散与晶界附近的铬结合成铬的碳化物（CrFe）23C6，并在晶界沉淀析出。铬原子扩散速率没有碳快，来不及从晶内补充到晶界附近，因而晶界出现贫铬区，丧失了抗腐蚀性能，在腐蚀介质中工作一段时间应会出现晶间腐蚀。当加热温度大于850℃，晶内的Cr向晶间扩散，能使贫铬区恢复。预防措施如下 ⑴选择超低碳的母材（C＜0.03%），采用含有一定量铁素体的双相不锈钢 ⑵合理选择焊接工艺，减少在危险温度区域停留时间，尽量采用窄焊缝多层多道焊，焊完一层待冷至室温后再焊下一层，不允许焊条横向摆动。对管壁较厚、管径又小的焊管，首先用TIG焊打底（可不加焊丝），也可以在管内充氩气焊时，背面用纯铜垫，内充水或气冷却焊缝 ⑶焊后固溶处理，将件加热到1050～1150℃后淬火，使晶界上碳化物熔入晶粒内部，形成均匀的奥氏体组织，即焊后将整个焊件热处理，可以避免晶间腐蚀刀状腐蚀破坏?⑴在γ相晶界发生Cr23C6型碳化物沉淀造成晶粒边界贫铬，在一定腐蚀介质作用下，从表面开始向晶间腐蚀，形成刀蚀 ⑵破坏程度及防止措施与晶间腐蚀相同。特征：顺着焊缝金属的熔合线发生像刀一样的腐蚀 ⑶防止措施。采用超低碳18-8型不锈钢及超低碳18-8焊料，可克服刀状腐蚀。采用工艺措施焊缝热影响区脆化焊接接头从大于1100℃冷却后，焊接热影响区在常温下韧性变低；C、N含量越高，热影响区脆化程度越严重，接头冷却速度越快，韧性下降越多 。 ⑴晶粒脆化。焊接时焊缝和热影响区近缝区（熔合区）被加热到950℃以上，晶粒会严重长大（不能用热处理方法细化），降低了热影响区韧性，导致晶粒脆化。防止措施：尽量缩短在950℃以上的停留时间。 ⑵σ相脆化。σ相是一种硬而脆、无磁性的FeCr金属间化合物，当存在Mn、Si、Mo、W等元素时，在较低富铬量下便能形成FeCrMo的σ相，硬度高达大于38HRC，集结于柱状晶晶界，σ相脆化。 ⑶475℃脆化。当ωCr大于或等于15.5％，普通纯铁素体型不锈钢在温度400～500℃长期加热后，会出现强度升高，韧性下降出现脆化现象，通常称为475℃脆化。随着含铬量增加，脆化严重，工件在600～400℃运行后，冷却速度小于10℃/s，可产生脆化，脆化与冷却速度成反比，速度越慢，脆化越重。ωCr小于12％的铁素体型不锈钢可避免475℃脆化形成。 ⑷防止措施。选用含有少量Ti元素的母材，防止晶粒脆化，焊接时采用小的线能量，尽量缩短在950℃以上停留时间。为了减少475℃脆化，母材及焊材均应最大限度地提高其纯度。一旦产生475℃脆化，可在600℃以上短时间加热，然后空冷，当产生σ相脆化，可采取加热到930～980℃后急冷的方法，清除σ相析出脆化当焊缝中铁素体含量较高时，若在350～500℃区间停留数十或数百小时，则易出现475℃脆化、σ相析出脆化 ⑴焊接铁素体不锈钢的关键是防止σ相析出脆化、475℃脆化 ⑵在马氏体型不锈钢和半奥氏体沉淀化不锈钢中偶有发生475℃脆化，在铁素体型不锈钢中明显发生475℃脆化。 奥氏体不锈钢的焊接特点 1、容易出现热裂纹。 防止措施:(1)尽量使焊缝金属呈双相组织,铁素体的含量控制在3-5以下。因为铁素体能大量溶解有害的S、P杂质。（2）尽量选用碱性药皮的优质焊条,以限制焊缝金属中S、P、C等的含量。 2、晶间腐蚀:根据贫铬理论,焊缝和热影响区在加热到450-850℃敏化温度区时在晶界上析出碳化铬,造成贫铬的晶界,不足以抵抗腐蚀的程度。 防止措施:（1）采用低碳或超低碳的焊材,如A002等采用含钛、铌等稳定化元素的焊条,如A137、A132等。（2）由焊丝