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(xiu)鋼襯里塞焊、換熱器的不銹鋼換熱管與管板不同鋼種的焊接等。
1. 稀釋問題
如果是珠光體(ti)鋼與奧(ao)氏(shi)體(ti)鋼形成的異種(zhong)鋼焊接接頭,一(yi)般均應用Cr-Ni奧(ao)氏(shi)體(ti)鋼或N基合金作為(wei)焊接材料。
假(jia)設用(yong)18-8鋼(gang)(s)與低碳鋼(gang)(m)焊(han)(han)(han)(han)接,如(ru)圖(tu)(tu)3-13所示,焊(han)(han)(han)(han)接時兩種(zhong)母(mu)(mu)材都要熔(rong)人熔(rong)池(chi)。若不填充焊(han)(han)(han)(han)接材料,兩種(zhong)鋼(gang)以同比例熔(rong)入焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng),由圖(tu)(tu)3-14(舍(she)夫勒圖(tu)(tu))求得圖(tu)(tu)中點'通常(chang)認為這就是(shi)待(dai)焊(han)(han)(han)(han)母(mu)(mu)材。具有(you)點d成(cheng)(cheng)分的(de)(de)母(mu)(mu)材再與成(cheng)(cheng)分為點f或點f'的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)條金(jin)屬(shu)相(xiang)熔(rong)合后,構成(cheng)(cheng)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu),相(xiang)應(ying)組(zu)成(cheng)(cheng)應(ying)在a-f或a-f'的(de)(de)連線(xian)上并由熔(rong)合比的(de)(de)大小來決定(ding)。采(cai)用(yong)分為f'的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)條,熔(rong)合比高(gao)達(da)0.7仍可保證焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)不出現馬氏體(ti)組(zu)織,而(er)是(shi)單(dan)獨(du)相(xiang)奧氏體(ti),組(zu)織具有(you)一定(ding)的(de)(de)熱(re)裂傾(qing)向。采(cai)用(yong)成(cheng)(cheng)分為f的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)條,則(ze)由a-f連線(xian)可得,如(ru)果(guo)熔(rong)合比控制在0.3以下(xia),可得到A+F(δ+γ)雙相(xiang)組(zu)織。同樣,應(ying)用(yong)焊(han)(han)(han)(han)條18-8型,其(qi)組(zu)成(cheng)(cheng)與母(mu)(mu)材相(xiang)同,則(ze)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)組(zu)成(cheng)(cheng)將在a-s線(xian)上,這時,只有(you)控制熔(rong)合比小于0.15才能避免(mian)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)有(you)馬氏體(ti)產生。
因此,必須正(zheng)確選擇(ze)高合金的(de)焊接材料,控制熔合比或稀釋率。


2. 凝固過渡層(ceng)的存在
前面敘(xu)述的焊縫(feng)金屬(shu)成(cheng)分(fen)指的是(shi)平(ping)均成(cheng)分(fen)。靠近熔合線的焊縫(feng)金屬(shu)的成(cheng)分(fen)有一(yi)定的濃度梯度。這(zhe)種(zhong)成(cheng)分(fen)上的過渡變化區是(shi)由于熔池(chi)凝固(gu)特性造成(cheng)的,所以稱(cheng)為凝固(gu)過渡層(ceng)。一(yi)般增加(jia)焊縫(feng)金屬(shu)的鎳含量可(ke)以縮(suo)小過渡層(ceng)。
3. 碳遷(qian)移過渡層的形成
在異(yi)種鋼焊接時(shi),一般可(ke)以出現低合金(jin)鋼一側的(de)碳(tan)(tan)(tan)通(tong)過(guo)焊縫邊(bian)界(jie)向高合金(jin)焊縫中遷(qian)移擴(kuo)散(san)的(de)現象,分別在焊縫邊(bian)界(jie)兩側形成(cheng)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)層和(he)增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)層。即在低合金(jin)鋼母材側形成(cheng)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)層,另一側為增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)層,它(ta)們總稱為碳(tan)(tan)(tan)遷(qian)移過(guo)渡層。由硬(ying)度試(shi)驗可(ke)以測定碳(tan)(tan)(tan)遷(qian)移的(de)存(cun)在,如圖3-15所示(shi)。增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)層是由于碳(tan)(tan)(tan)擴(kuo)散(san)遷(qian)移而(er)析出碳(tan)(tan)(tan)化物所造成(cheng)的(de)。由此形成(cheng)的(de)硬(ying)度突變現象對(dui)焊接接頭性能有害。

4. 殘余應力的形成
異種鋼焊(han)接時(shi),由于(yu)兩種鋼的線(xian)脹系數相(xiang)差(cha)很(hen)大(da),不僅在(zai)焊(han)接時(shi)會產生較大(da)的殘余應(ying)(ying)力,而且在(zai)使用中若(ruo)有循環溫(wen)度作用,也會形成熱應(ying)(ying)力。由于(yu)殘余應(ying)(ying)力的存在(zai),常(chang)常(chang)影響工作性能(neng)。

