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)鋼不如奧氏體不銹鋼好焊,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(bu)銹(xiu)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、鐵素體不銹鋼焊(han)接方法


 雖然說各種電弧焊方法都可用于鐵(tie)素體不銹鋼焊接(jie),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(ru)此看來,焊(han)(han)接方(fang)法應選擇(ze)高能量(liang)的等離子(zi)弧焊(han)(han)和(he)真空電子(zi)束焊(han)(han)最為合適。同時要(yao)(yao)(yao)求焊(han)(han)接材料不得污染;焊(han)(han)接熔池、焊(han)(han)縫背面都(dou)要(yao)(yao)(yao)進(jin)行有效保護,防止空氣的侵入(ru)。除采(cai)用(yong)小的熱(re)輸入(ru)進(jin)行焊(han)(han)接外,焊(han)(han)縫背面可用(yong)惰性氣體保護,并最好采(cai)用(yong)水冷銅(tong)墊板,以減(jian)少(shao)過熱(re),增加冷卻(que)速度(du),多層焊(han)(han)時層間溫度(du)要(yao)(yao)(yao)控制在100℃左右。



二、鐵素體不銹鋼焊接材(cai)料(liao)


  鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材料的(de)選擇,對鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)無疑是(shi)非常重要(yao)的(de)。其焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材料既要(yao)保證焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)塑(su)性(xing)、韌性(xing),即不(bu)(bu)發生(sheng)脆(cui)化的(de)問(wen)題,又要(yao)保證鐵(tie)素(su)體(ti)型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭具有相同(tong)于母材的(de)耐腐蝕性(xing)。


 在焊接鐵素體不銹鋼(gang)時(shi),通常可以采用(yong)兩種焊接材料:


  1. 與母材相(xiang)同類型的焊接材料


      如0Cr12、0Cr13、0Cr13AL,等用00Cr13Nb焊(han)(han)絲,0Cr17、0Cr17Ti使用1Cr17(Ti)焊(han)(han)絲。在要求焊(han)(han)縫金屬與母材(cai)有(you)相同的(de)導(dao)電、導(dao)磁及力學性能和表面色澤時應使用同材(cai)質的(de)焊(han)(han)接材(cai)料。


  2. 采用奧氏體焊接材(cai)料或鎳基合金


   采用奧氏體焊(han)接(jie)材(cai)料(liao)或鎳基合金(jin),實質上是異(yi)種鋼焊(han)接(jie),可以(yi)提高焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)韌(ren)性(xing),免除焊(han)前(qian)預熱和(he)焊(han)后熱處理(li)。由(you)于鐵素(su)體焊(han)接(jie)材(cai)料(liao)的(de)(de)熔(rong)敷金(jin)屬韌(ren)性(xing)太(tai)低,加上添加的(de)(de)鋁與鈦等鐵素(su)體形成元素(su)難以(yi)有效地過渡到熔(rong)池中去(qu),因此鐵素(su)體焊(han)接(jie)材(cai)料(liao)的(de)(de)應用受(shou)到一定的(de)(de)限制。


  盡(jin)管在一些例(li)子中采用(yong)(yong)同(tong)種金屬做焊絲是成功的(de)(de),但是,最好(hao)還是采用(yong)(yong)低(di)碳的(de)(de)奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)作(zuo)為鐵素體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)焊縫(feng)的(de)(de)充填金屬。鐵素體不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)焊接材料的(de)(de)選(xuan)擇,見表(biao)2-7。


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三、鐵(tie)素體不銹鋼的焊接(jie)工(gong)藝


  為了克(ke)服(fu)普(pu)通高(gao)鉻鐵素體(ti)不銹在焊(han)接(jie)過(guo)程中出現的晶間腐蝕和(he)焊(han)接(jie)接(jie)頭脆(cui)化而引起的冷(leng)裂紋,在焊(han)接(jie)工藝(yi)上應(ying)采取以下措施:


   1. 焊前預熱


     預熱溫(wen)度為100℃~200℃,目的(de)(de)在于(yu)(yu)使(shi)被焊(han)材料處于(yu)(yu)韌性較(jiao)好的(de)(de)狀態和降低焊(han)接接頭的(de)(de)應力(li)。隨(sui)著鋼中鉻的(de)(de)含(han)量提(ti)高(gao),預熱溫(wen)度也應相應提(ti)高(gao)。


   2. 焊后熱處(chu)理


    焊后對焊接(jie)接(jie)頭(tou)區域要進(jin)行750℃~800℃退火(huo)處理(li),使過飽和碳和氨(an)氮完全析出,使鉻充分地補充到(dao)貧鉻區,以恢復其(qi)耐蝕性,同時也(ye)可改善焊接(jie)接(jie)頭(tou)的塑(su)性。值(zhi)得注意的是,退火(huo)后應快冷,以防止475℃脆性產生。


  3. 采(cai)用小的熱(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(cui)性的影響。


    當選用的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)材料與(yu)母材金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)化(hua)學成分相當時,必須按上(shang)述(shu)工(gong)藝措施進行。如選用奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)焊(han)(han)接(jie)材料,則可免除焊(han)(han)前預(yu)熱(re)和焊(han)(han)后熱(re)處(chu)理;但(dan)對于(yu)(yu)不(bu)(bu)(bu)含穩定(ding)化(hua)元素(su)的(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭來說,熱(re)影(ying)響區的(de)(de)(de)粗晶(jing)脆化(hua)和晶(jing)間腐蝕(shi)問題不(bu)(bu)(bu)會因填(tian)充材料的(de)(de)(de)改(gai)變而變化(hua)。奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)或奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)-鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)焊(han)(han)縫金(jin)(jin)屬基本上(shang)與(yu)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)母材等強度;但(dan)在某(mou)些腐蝕(shi)介質中,這種(zhong)異(yi)質焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性可能低于(yu)(yu)同質的(de)(de)(de)接(jie)頭。


  極低碳的(de)高(gao)鉻鐵素體不銹(xiu)鋼板(ban)厚小(xiao)(xiao)于5mm時焊(han)(han)(han)前可不預(yu)熱(re),焊(han)(han)(han)后也(ye)不必進行熱(re)處(chu)理,可使焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭仍保持足夠的(de)韌性,耐腐蝕性也(ye)好(hao)。焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)工藝(yi)的(de)重點是(shi)使焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬中碳加(jia)氮的(de)含(han)量(liang)不高(gao)于母(mu)材金屬的(de)含(han)量(liang),首先(xian)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料必須(xu)滿足這一要求(qiu)。焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方法應選擇高(gao)能量(liang)的(de)等離子(zi)(zi)弧焊(han)(han)(han)和真(zhen)空電子(zi)(zi)束焊(han)(han)(han)。要求(qiu)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料不得(de)污染;焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)熔池(chi)、焊(han)(han)(han)縫(feng)背面都要有效保護,防止空氣的(de)侵入。除采用小(xiao)(xiao)的(de)熱(re)輸人(ren)進行焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)外,焊(han)(han)(han)縫(feng)背面可用惰(duo)性氣體保護,并最好(hao)采用通(tong)冷(leng)卻(que)水的(de)銅墊板(ban),以(yi)減(jian)少過熱(re),增加(jia)冷(leng)卻(que)速(su)度(du)(du)。多層(ceng)焊(han)(han)(han)時層(ceng)間溫度(du)(du)要控制在100℃左右。



四(si)、鐵素體不銹鋼的焊接技巧(qiao)


(1). 采用窄(zhai)焊道焊接,如小(xiao)的焊接線能(neng)量、較快的焊接速度等;


(2). 使焊絲的受熱末端始終處在保護氣體中;


(3). 采用先進的焊(han)接技術,如等離(li)子(zi)電(dian)弧焊(han)、熔化極電(dian)弧焊(han)等;


(4). 熄弧后(hou)應繼續通保護氣體(ti),直至冷卻(que)充分(fen);


(5). 用純凈(jing)度(du)高(gao)的氬氣保護焊接(jie)熔池;


(6). 焊縫背面應(ying)采用惰性氣體保護;


(7). 對于多層(ceng)焊接,應用不銹鋼(gang)刷子清除層(ceng)間氧化物(wu)。