奧氏體不銹鋼與低碳或低合金鋼焊接是最常見的異種鋼焊接。這種異種鋼接頭使用環境也特別復雜,有的是在低溫環境下使用,有的在高溫下使用;有的要求耐腐蝕,有時則要求耐疲勞,這些都要求在選擇焊接材料和焊接工藝時必須認真考慮。
1. 焊(han)接方法
低碳或低合金鋼與奧氏體不銹鋼的焊接應注意選擇熔合比小、稀釋率低的焊接方法,如手工焊條電弧焊及熔化極氣體保護焊。鎢極氬弧焊的稀釋率因受有無填充金屬及焊接工藝條件的影響較大,采用時一定要注意。
2. 焊接材料
低(di)(di)碳(tan)(tan)或(huo)低(di)(di)合(he)金(jin)(jin)鋼與(yu)奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼焊(han)(han)接(jie)時,應選(xuan)(xuan)用(yong)奧氏體(ti)(ti)或(huo)含有(you)適量(liang)鐵素(su)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)E309 309Mo和(he)高Mo的(de)(de)(de)(de)(de)E16-25-6N等焊(han)(han)材(cai)。若選(xuan)(xuan)用(yong)低(di)(di)碳(tan)(tan)或(huo)低(di)(di)合(he)金(jin)(jin)型焊(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)(liao),則(ze)由于低(di)(di)碳(tan)(tan)、低(di)(di)合(he)金(jin)(jin)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)(xi)釋作(zuo)(zuo)用(yong),使(shi)(shi)(shi)整個焊(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)形(xing)成馬氏體(ti)(ti)而脆(cui)化,并引起裂紋(wen)。若選(xuan)(xuan)用(yong)較低(di)(di)鉻(ge)、鎳(nie)的(de)(de)(de)(de)(de)308型焊(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)(liao),同(tong)樣由于母材(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)稀(xi)(xi)釋作(zuo)(zuo)用(yong),焊(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)也將產生大量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)馬氏體(ti)(ti)組織,抗裂性(xing)能較差。通常在焊(han)(han)接(jie)低(di)(di)碳(tan)(tan)低(di)(di)合(he)金(jin)(jin)鋼與(yu)不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)(de)(de)(de)(de)異種鋼接(jie)頭(tou)(tou)并且(qie)使(shi)(shi)(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)溫度,介質環(huan)境不(bu)(bu)(bu)苛(ke)刻時選(xuan)(xuan)用(yong)309型焊(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)(liao),焊(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)為奧氏體(ti)(ti)+少(shao)量(liang)鐵素(su)體(ti)(ti)組織,抗裂性(xing)能好,應用(yong)最(zui)為廣泛。而在使(shi)(shi)(shi)用(yong)條(tiao)件比(bi)較嚴酷(ku)時則(ze)可使(shi)(shi)(shi)用(yong)高Mo焊(han)(han)條(tiao),這種焊(han)(han)條(tiao)也具(ju)有(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)抗熱裂紋(wen)性(xing)能,同(tong)時又具(ju)有(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)塑韌性(xing)。在實際工(gong)作(zuo)(zuo)中(zhong),應當(dang)根據接(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)(de)(de)(de)具(ju)體(ti)(ti)材(cai)料(liao)(liao)和(he)接(jie)頭(tou)(tou)的(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)(shi)(shi)用(yong)環(huan)境,確定(ding)焊(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)化學成分和(he)組織,利用(yong)已知的(de)(de)(de)(de)(de)熔合(he)比(bi)和(he)不(bu)(bu)(bu)銹鋼組織狀態圖來(lai)選(xuan)(xuan)擇焊(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)(liao)。
順便指出(chu)含(han)碳較高的碳鋼(gang)(gang)和合金(jin)鋼(gang)(gang)也常(chang)(chang)常(chang)(chang)與不銹鋼(gang)(gang)進行(xing)焊(han)接,形成異種(zhong)鋼(gang)(gang)接頭,這種(zhong)情況下則(ze)主要使(shi)用(yong)E16-25-6型焊(han)材或Ni307等鎳(nie)基合金(jin)焊(han)材。
3. 焊接工藝要點(dian)
在確定接(jie)(jie)頭型(xing)式、坡口(kou)種類、焊(han)(han)縫(feng)層數(shu)等工藝因素(su)時,同樣要依據(ju)低(di)碳(tan)(tan)或(huo)低(di)合(he)金鋼(gang)(gang)與奧氏體不銹鋼(gang)(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)的特點,盡(jin)量(liang)減小熔合(he)比。例(li)如在焊(han)(han)接(jie)(jie)時選(xuan)用小直徑的焊(han)(han)條或(huo)焊(han)(han)絲,電(dian)弧電(dian)壓略高,盡(jin)量(liang)采用小電(dian)流、快速焊(han)(han)等。若需預(yu)(yu)熱防止低(di)碳(tan)(tan)或(huo)低(di)合(he)金鋼(gang)(gang)產生冷裂紋時,預(yu)(yu)熱溫度應按照低(di)碳(tan)(tan)或(huo)低(di)合(he)金鋼(gang)(gang)來確定,但(dan)一般比同種低(di)碳(tan)(tan)或(huo)低(di)合(he)金鋼(gang)(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)時的預(yu)(yu)熱溫度低(di)一些。
低碳或低合金鋼與奧氏體不銹鋼異種接頭的焊后熱處理溫度一般采用推薦值的較低值,以盡量減小熔合線附近的碳化物析出。盡管是較低溫度,一般來說,這一溫度仍然是奧氏體不銹鋼析出碳化物和σ相的溫度區,所以,對十分擔心晶間腐蝕的場合,應采用更低的溫度進行焊后熱處理,根據具體情況,有時也可以省掉焊后熱處理。另外,在碳素鋼與奧氏體不銹鋼進行異種鋼焊接,在板厚大的時候,往往使用在碳素鋼一側用高合金焊接材料(如不銹鋼,鎳基合金)進行預堆邊焊后再進行焊接的方法,預堆邊焊焊接材料選擇Cr24-Ni13(如E309,E309M)類型焊材。預堆邊焊后,接頭焊接則用與不銹鋼母材配套的焊材進行焊接。