在壓力容器焊接生產中,通常會遇到不同鋼種相互焊接的問題,即異種鋼焊接。如復合鋼板壓力容器的焊接、容器不銹鋼襯里塞焊、換熱器的不銹(xiu)鋼(gang)換熱(re)管與管板不同鋼種的焊接等。
1. 稀釋問題
如果是珠光體鋼(gang)(gang)與奧氏體鋼(gang)(gang)形成的異種鋼(gang)(gang)焊接接頭,一(yi)般均應用(yong)Cr-Ni奧氏體鋼(gang)(gang)或N基(ji)合金作為(wei)焊接材料。
假設用18-8鋼(gang)(s)與(yu)低(di)碳(tan)鋼(gang)(m)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接,如圖(tu)3-13所示,焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接時(shi)(shi)兩種母(mu)(mu)材(cai)都要熔(rong)人熔(rong)池。若不填充焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接材(cai)料,兩種鋼(gang)以(yi)同比(bi)例(li)熔(rong)入焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫,由(you)圖(tu)3-14(舍夫(fu)勒圖(tu))求(qiu)得(de)圖(tu)中(zhong)點'通常(chang)認(ren)為(wei)這就是(shi)待焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)母(mu)(mu)材(cai)。具(ju)有(you)點d成(cheng)(cheng)分(fen)的母(mu)(mu)材(cai)再(zai)與(yu)成(cheng)(cheng)分(fen)為(wei)點f或點f'的焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)金屬相(xiang)熔(rong)合(he)后,構成(cheng)(cheng)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫金屬,相(xiang)應(ying)組成(cheng)(cheng)應(ying)在a-f或a-f'的連線上并由(you)熔(rong)合(he)比(bi)的大(da)小(xiao)來(lai)決定(ding)。采用分(fen)為(wei)f'的焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao),熔(rong)合(he)比(bi)高達0.7仍可(ke)保證焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫不出現(xian)馬氏體組織(zhi),而是(shi)單(dan)獨相(xiang)奧氏體,組織(zhi)具(ju)有(you)一定(ding)的熱(re)裂傾向。采用成(cheng)(cheng)分(fen)為(wei)f的焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao),則由(you)a-f連線可(ke)得(de),如果熔(rong)合(he)比(bi)控制在0.3以(yi)下,可(ke)得(de)到(dao)A+F(δ+γ)雙相(xiang)組織(zhi)。同樣,應(ying)用焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)18-8型,其(qi)組成(cheng)(cheng)與(yu)母(mu)(mu)材(cai)相(xiang)同,則焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫金屬的組成(cheng)(cheng)將在a-s線上,這時(shi)(shi),只(zhi)有(you)控制熔(rong)合(he)比(bi)小(xiao)于0.15才能(neng)避(bi)免焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫有(you)馬氏體產生。
因此,必須正確(que)選(xuan)擇高(gao)合(he)金的焊(han)接(jie)材料(liao),控制熔合(he)比或稀釋率。


2. 凝固過渡(du)層的存在
前(qian)面敘(xu)述的(de)焊(han)縫金屬(shu)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分指(zhi)的(de)是(shi)(shi)平均(jun)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分。靠近(jin)熔合線(xian)的(de)焊(han)縫金屬(shu)的(de)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分有一定(ding)的(de)濃度梯(ti)度。這種成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分上的(de)過(guo)渡變化(hua)區是(shi)(shi)由(you)于熔池凝固特(te)性(xing)造成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de),所以稱為凝固過(guo)渡層(ceng)。一般增加焊(han)縫金屬(shu)的(de)鎳含量可以縮小(xiao)過(guo)渡層(ceng)。
3. 碳遷(qian)移過渡層(ceng)的形(xing)成(cheng)
在異種鋼(gang)焊(han)接時,一(yi)般可以(yi)出(chu)(chu)現(xian)低合金鋼(gang)一(yi)側的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)通過焊(han)縫邊界向高合金焊(han)縫中遷(qian)(qian)移擴(kuo)散的(de)(de)(de)現(xian)象(xiang),分別在焊(han)縫邊界兩(liang)側形(xing)成(cheng)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)和增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)。即在低合金鋼(gang)母(mu)材側形(xing)成(cheng)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng),另一(yi)側為(wei)增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng),它們(men)總稱為(wei)碳(tan)(tan)(tan)(tan)遷(qian)(qian)移過渡層(ceng)。由(you)(you)硬度試驗可以(yi)測(ce)定(ding)碳(tan)(tan)(tan)(tan)遷(qian)(qian)移的(de)(de)(de)存在,如圖3-15所示。增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)是(shi)由(you)(you)于碳(tan)(tan)(tan)(tan)擴(kuo)散遷(qian)(qian)移而析出(chu)(chu)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化(hua)物所造成(cheng)的(de)(de)(de)。由(you)(you)此形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)硬度突變現(xian)象(xiang)對焊(han)接接頭性能有害(hai)。

4. 殘余應力的(de)形成
異種鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)時(shi),由(you)于兩(liang)種鋼(gang)的線脹系數(shu)相差很大(da),不僅在焊(han)接(jie)(jie)時(shi)會產生較大(da)的殘(can)余應(ying)力,而且在使(shi)用中若有循環溫度作(zuo)用,也會形成熱應(ying)力。由(you)于殘(can)余應(ying)力的存在,常常影響工作(zuo)性能。

