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、換熱器的不銹鋼換熱(re)管與管板不同鋼種的焊接等。
1. 稀釋問題
如(ru)果是珠光體鋼(gang)(gang)與奧氏體鋼(gang)(gang)形成(cheng)的異種鋼(gang)(gang)焊接接頭,一般均應用Cr-Ni奧氏體鋼(gang)(gang)或N基合金作為焊接材(cai)料。
假設用18-8鋼(s)與(yu)低(di)碳鋼(m)焊(han)(han)接(jie)(jie),如圖(tu)(tu)3-13所(suo)示,焊(han)(han)接(jie)(jie)時兩種母(mu)材(cai)(cai)都要(yao)熔(rong)(rong)人熔(rong)(rong)池。若不(bu)(bu)填充焊(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)(cai)料,兩種鋼以同(tong)比(bi)(bi)(bi)(bi)例熔(rong)(rong)入焊(han)(han)縫(feng)(feng),由(you)圖(tu)(tu)3-14(舍夫勒圖(tu)(tu))求得(de)圖(tu)(tu)中點'通常認為(wei)這(zhe)就是待焊(han)(han)母(mu)材(cai)(cai)。具有(you)點d成分的母(mu)材(cai)(cai)再(zai)與(yu)成分為(wei)點f或點f'的焊(han)(han)條金(jin)屬(shu)相(xiang)熔(rong)(rong)合后,構成焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu),相(xiang)應組(zu)(zu)(zu)成應在a-f或a-f'的連線上(shang)并由(you)熔(rong)(rong)合比(bi)(bi)(bi)(bi)的大小來決定(ding)。采用分為(wei)f'的焊(han)(han)條,熔(rong)(rong)合比(bi)(bi)(bi)(bi)高達0.7仍可(ke)保證焊(han)(han)縫(feng)(feng)不(bu)(bu)出現馬氏(shi)體(ti)組(zu)(zu)(zu)織,而是單獨相(xiang)奧氏(shi)體(ti),組(zu)(zu)(zu)織具有(you)一(yi)定(ding)的熱裂(lie)傾向(xiang)。采用成分為(wei)f的焊(han)(han)條,則(ze)由(you)a-f連線可(ke)得(de),如果(guo)熔(rong)(rong)合比(bi)(bi)(bi)(bi)控制在0.3以下,可(ke)得(de)到A+F(δ+γ)雙相(xiang)組(zu)(zu)(zu)織。同(tong)樣,應用焊(han)(han)條18-8型,其組(zu)(zu)(zu)成與(yu)母(mu)材(cai)(cai)相(xiang)同(tong),則(ze)焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)的組(zu)(zu)(zu)成將在a-s線上(shang),這(zhe)時,只有(you)控制熔(rong)(rong)合比(bi)(bi)(bi)(bi)小于0.15才能避免焊(han)(han)縫(feng)(feng)有(you)馬氏(shi)體(ti)產(chan)生。
因此,必須(xu)正(zheng)確選擇高合金的焊接材料,控(kong)制熔合比或(huo)稀釋率。


2. 凝固過渡層(ceng)的存(cun)在
前面敘述的(de)焊縫金屬(shu)(shu)成(cheng)分(fen)(fen)指的(de)是平均成(cheng)分(fen)(fen)。靠(kao)近熔合線的(de)焊縫金屬(shu)(shu)的(de)成(cheng)分(fen)(fen)有一定的(de)濃(nong)度梯度。這種成(cheng)分(fen)(fen)上的(de)過(guo)(guo)渡(du)(du)變(bian)化區(qu)是由(you)于熔池凝(ning)固(gu)特性造成(cheng)的(de),所以(yi)(yi)稱為凝(ning)固(gu)過(guo)(guo)渡(du)(du)層。一般增加焊縫金屬(shu)(shu)的(de)鎳含量可以(yi)(yi)縮(suo)小過(guo)(guo)渡(du)(du)層。
3. 碳(tan)遷(qian)移(yi)過渡(du)層的形(xing)成
在(zai)異(yi)種鋼焊(han)接(jie)時,一(yi)(yi)般(ban)可(ke)(ke)以(yi)出現(xian)低(di)合金鋼一(yi)(yi)側(ce)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)通過(guo)焊(han)縫(feng)邊(bian)界向高合金焊(han)縫(feng)中遷(qian)(qian)移(yi)擴(kuo)散(san)的(de)(de)(de)現(xian)象,分別在(zai)焊(han)縫(feng)邊(bian)界兩(liang)側(ce)形成(cheng)脫碳(tan)(tan)(tan)層(ceng)和增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)層(ceng)。即在(zai)低(di)合金鋼母(mu)材側(ce)形成(cheng)脫碳(tan)(tan)(tan)層(ceng),另一(yi)(yi)側(ce)為增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)層(ceng),它們總稱為碳(tan)(tan)(tan)遷(qian)(qian)移(yi)過(guo)渡層(ceng)。由硬(ying)度試(shi)驗(yan)可(ke)(ke)以(yi)測定碳(tan)(tan)(tan)遷(qian)(qian)移(yi)的(de)(de)(de)存(cun)在(zai),如圖3-15所示。增(zeng)碳(tan)(tan)(tan)層(ceng)是(shi)由于碳(tan)(tan)(tan)擴(kuo)散(san)遷(qian)(qian)移(yi)而析出碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)所造成(cheng)的(de)(de)(de)。由此形成(cheng)的(de)(de)(de)硬(ying)度突變現(xian)象對焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)性(xing)能有害。

4. 殘(can)余應(ying)力的形成
異種(zhong)鋼焊(han)接時,由于(yu)兩種(zhong)鋼的(de)線脹系數相差很大(da),不僅(jin)在(zai)焊(han)接時會產生較大(da)的(de)殘余(yu)應力(li),而且在(zai)使用中若(ruo)有(you)循(xun)環溫度(du)作用,也會形成熱(re)應力(li)。由于(yu)殘余(yu)應力(li)的(de)存在(zai),常(chang)常(chang)影響(xiang)工作性能(neng)。

