為了克服普通純度高鉻鐵素體型不銹(xiu)鋼管在焊接過程中出現的晶間腐蝕和焊接接頭脆化而引起的冷裂紋,在焊接工藝上應采取以下措施:
1. 預(yu)熱
鐵(tie)素體不(bu)銹鋼管在室(shi)溫(wen)(wen)時(shi)韌性(xing)較(jiao)低,焊(han)(han)接(jie)(jie)時(shi)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)易形成高(gao)溫(wen)(wen)脆(cui)(cui)化,在一定條(tiao)件下(xia)可能(neng)產(chan)生裂(lie)紋。通過(guo)(guo)預(yu)熱,使焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)處(chu)于富有韌性(xing)的(de)狀態下(xia)施焊(han)(han),能(neng)有效(xiao)地防止裂(lie)紋的(de)產(chan)生;但是(shi),焊(han)(han)接(jie)(jie)時(shi)的(de)熱循環(huan)又會(hui)使焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)近縫(feng)區的(de)晶(jing)粒(li)急劇長大粗化,從而(er)引起脆(cui)(cui)化。為此,預(yu)熱溫(wen)(wen)度(du)的(de)選擇要慎重,一般控制在100~150℃,目的(de)在于使被焊(han)(han)材料處(chu)于韌性(xing)較(jiao)好(hao)的(de)狀態和(he)降低焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的(de)應力(li)。隨著(zhu)母材金(jin)屬中含鉻量的(de)提高(gao),預(yu)熱溫(wen)(wen)度(du)可相應提高(gao)。預(yu)熱溫(wen)(wen)度(du)過(guo)(guo)高(gao),又會(hui)使焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)過(guo)(guo)熱而(er)脆(cui)(cui)硬。
2. 焊接材料的選擇
最好選用含有Ti、Nb穩定化元素的高純鐵素體不銹鋼管(guan)焊接材料,以防止多層多道焊接時產生敏化,以及焊縫金屬吸收焊接氣氛中的C和N后造成晶間腐蝕。控制焊縫中 Ni、Cu和Mo的含量,防止Ni、Cu和Mo含量超過臨界值,接頭在氯離子介質中產生應力腐蝕。
可以焊(han)(han)前(qian)預熱(re)或焊(han)(han)后進行熱(re)處理的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)構件,可選用與母材金屬化學(xue)成分相同的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)材料(liao)(liao);對于不(bu)允許預熱(re)或焊(han)(han)后不(bu)能(neng)進行熱(re)處理的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)構件,應選用奧氏(shi)體不(bu)銹鋼焊(han)(han)接(jie)(jie)材料(liao)(liao),以保證焊(han)(han)縫具(ju)有良好的(de)塑性(xing)和(he)韌(ren)性(xing)。
當采用同質的(de)焊接(jie)材料時,接(jie)頭的(de)耐腐蝕(shi)性(xing)能與鐵素(su)體母材接(jie)近,但焊縫金屬晶粒為粗(cu)大(da)的(de)鐵素(su)體組織,韌(ren)性(xing)很(hen)差。須(xu)通過(guo)焊后熱處理(li),使焊接(jie)接(jie)頭的(de)塑性(xing)得(de)到改善,韌(ren)性(xing)略有(you)提高(gao)。
3. 475℃脆性(xing)的防止
475℃脆性是高鉻鐵素體不銹鋼管焊接時的主要問題之一。焊接時采取小的熱輸入,窄道焊接并控制道間溫度,縮短鐵素體不銹鋼焊接接頭在這個溫度區間的停留時間,以防止475℃脆性的產生。
一旦出現475℃脆性,可(ke)以(yi)在600℃以(yi)上溫(wen)度(du)短時間加熱,再以(yi)較(jiao)快的速(su)度(du)冷卻,給予(yu)消除。
4. 焊(han)后(hou)熱處理
對于同質材料焊成的鐵素體不銹鋼管焊接接頭,熱處理的目的是使焊接接頭組織均勻化,使過飽和碳和氮完全析出,鉻來得及補充到貧鉻區,以恢復其耐蝕性;同時也可改善焊接接頭的塑性,從而提高其塑性及耐蝕性。焊后熱處理溫度為750~800℃,是一般的回火溫度,實際上是空冷的退火處理。值得注意的是,退火后應快冷,以防止475℃脆性產生。
5. 熱輸入
在焊接過程中(zhong),應采(cai)用小的熱輸(shu)人(ren)進行施焊,以減少高溫(wen)脆(cui)化和475℃脆(cui)性的影(ying)響。
當選用的焊接材料與母材金屬的化學成分相當時,必須按上述工藝措施進行。如選用奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊接材料,則可免除焊前預熱和焊后熱處理,但對于不含穩定化元素的鐵素體型不銹鋼管焊接接頭來說,熱影響區的粗晶脆化和晶間腐蝕問題不會因填充材料改變而變化。奧氏體或奧氏體-鐵素體焊縫金屬基本上與鐵素體型不銹鋼母材等強度;但在某些腐蝕介質中,這種異質焊接接頭的耐蝕性可能低于同質的接頭。

