奧氏體不銹鋼的焊接特點

奧氏體不銹鋼的焊接是有其獨特特點的,綜上所述.奧氏體不銹鋼的焊接時焊條選用尤其值得注意,只有這樣才干達(dá)到針對不同資料實施不同的焊接方法和不同材料的焊條,不銹鋼焊條必需根據(jù)母材和工作條件(包括工作溫度和接觸介質(zhì)等)來選用。這樣才有可能能達(dá)到所預(yù)期的焊接質(zhì)量。

能使鋼處于鈍化狀態(tài)、又具有不銹鋼特性的鋼。不銹鋼根據(jù)其顯微組織分為鐵素體型、馬氏體型、奧氏體型、奧氏體+鐵素體型和沉淀硬化型不銹鋼。奧氏體不銹鋼通常在常溫下的組織為純奧氏體,不銹鋼是指主加元素Cr高于12%.也有一些為奧氏體+少量鐵素體,這種少量鐵素體有助于防止熱裂紋。

一、奧氏體不銹鋼的焊接特點:

1容易出現(xiàn)熱裂紋。

防止措施:

鐵素體的含量控制在3-5%以下。因為鐵素體能大量溶解有害的SP雜質(zhì)。1盡量使焊縫金屬呈雙相組織.

以限制焊縫金屬中SPC等的含量。2盡量選用堿**皮的上等焊條.

焊縫和熱影響區(qū)在加熱到450-850℃敏化溫度區(qū)時在晶界上析出碳化鉻,2晶間腐蝕:根據(jù)貧鉻理論.造成貧鉻的晶界,缺乏以抵抗腐蝕的水平。

防止措施:

如A002等;采用含鈦、鈮等穩(wěn)定化元素的焊條,1采用低碳或超低碳的焊材.如A137A132等。

使焊縫金屬成為奧氏體+鐵素體的雙相組織,2由焊絲或焊條向焊縫熔入一定量的鐵素體形成元素.鐵素體一般控制在4-12%

選用較小的焊接電流和較快的焊接速度,3減少焊接熔池過熱.加快冷卻速度。

4對耐晶間腐蝕性能要求很高的焊件進(jìn)行焊后穩(wěn)定化退火處理

表示為無塑性變形的脆性破壞。3應(yīng)力腐蝕開裂:應(yīng)力腐蝕開裂是焊接接頭在特定腐蝕環(huán)境下受拉伸應(yīng)力作用時所產(chǎn)生的延遲開裂現(xiàn)象。奧氏體不銹鋼焊接接頭的應(yīng)力腐蝕開裂是焊接接頭比較嚴(yán)重的失效形式.

應(yīng)力腐蝕開裂防止措施:

盡可能減小冷作變形度,1合理制定成形加工和組裝工藝.防止強(qiáng)制組裝,防止組裝過程中造成各種傷痕(各種組裝傷痕及電弧灼痕都會成為SCC裂源,易造成腐蝕坑)

不發(fā)生任何**組織,2合理選擇焊材:焊縫與母材應(yīng)有良好的匹配.如晶粒粗化及硬脆馬氏體等;

不發(fā)生任何應(yīng)力集中或點蝕的缺陷,3采取合適的焊接工藝:保證焊縫成形良好.如咬邊等;采取合理的焊接順序,降低焊接剩余應(yīng)力水平;

如焊后完全退火或退火;難以實施熱處置時采用焊后錘擊或噴丸等。4消除應(yīng)力處置:焊后熱處理.

如液氨介質(zhì)中的O2N2H2O等;液化石油氣中的H2S;氯化物溶液中的O2Fe3+Cr6+等;防蝕處理:如涂層、襯里或陰極保護(hù)等;添加緩蝕劑。5生產(chǎn)管理措施:介質(zhì)中雜質(zhì)的控制.

低溫使用時,4焊縫金屬的低溫脆化:對于奧氏體不銹鋼焊接接頭.焊縫金屬的塑韌性是關(guān)鍵問題。此時,焊縫組織中的鐵素體的存在總是惡化低溫韌性。

防止措施:

通過選用純奧氏體焊材和調(diào)整焊接工藝獲得單一的奧氏體焊縫。

導(dǎo)致整個接頭脆化,5焊接接頭的σ相脆化:焊件在經(jīng)受一定時間的高溫加熱后會在焊縫中析出一種脆性的σ相.塑性和韌性顯著下降。σ相的析出溫度范圍650-850℃。高溫加熱過程中,σ相主要由鐵素體轉(zhuǎn)變而成。加熱時間越長,σ相析出越多。

防止措施:

即高鎳焊材。1限制焊縫金屬中的鐵素體含量(小于15%;采用超合金化焊接材料.

以減小焊縫金屬在高溫下的停留時間;2采用小規(guī)范.

使σ相溶入奧氏體。3對已析出的σ相在條件允許時進(jìn)行固溶處理.

二、奧氏體不銹鋼的焊條選用要點:

但也用作耐熱鋼和低溫鋼。因此,不銹鋼主要用于耐腐蝕.焊接不銹鋼時,焊條的性能必需與不銹鋼的用途相符。不銹鋼焊條必需根據(jù)母材和工作條件(包括工作溫度和接觸介質(zhì)等)來選用。

焊條的選用可參照母材的材質(zhì),1一般來說.選用與母材成分相同或相近的焊條。如:A 102對應(yīng)0Cr19Ni9;A 137對應(yīng)1Cr18Ni9Ti

因此,2由于碳含量對不銹鋼的抗腐蝕性能有很大的影響.一般選用熔敷金屬含碳量不高于母材的不銹鋼焊條。如316L必需選用A022焊條。

3奧氏體不銹鋼的焊縫金屬應(yīng)保證力學(xué)性能?？赏ㄟ^焊接工藝評定進(jìn)行驗證。奧氏體不銹鋼的焊接特點

所選用的焊條主要應(yīng)能滿足焊縫金屬的抗熱裂性能和焊接接頭的高溫性能。4對于在高溫工作的耐熱不銹鋼(奧氏體耐熱鋼).

如1Cr18Ni9Ti等,1對Cr/Ni≥1奧氏體耐熱鋼.一般均采用奧氏體-鐵素體不銹鋼焊條,以焊縫金屬中含2-5%鐵素體為宜。鐵素體含量過低時,焊縫金屬抗裂性差;若過高,則在高溫臨時使用或熱處置時易形成σ脆化相,造成裂紋。如A002A102A137

可能要求采用全奧氏體的焊縫金屬時,某些特殊的應(yīng)用場所.可采用比如A402A407焊條等。奧氏體不銹鋼的焊接特點

如Cr16Ni25Mo6等,2對Cr/Ni<1穩(wěn)定型奧氏體耐熱鋼.一般應(yīng)在保證焊縫金屬具有與母材化學(xué)成分大致相近的同時,增加焊縫金屬中MoWMn等元素的含量,使得在保證焊縫金屬熱強(qiáng)性的同時,提高焊縫的抗裂性。如采用A502A507

則應(yīng)按介質(zhì)和工作溫度來選擇焊條,5對于在各種腐蝕介質(zhì)中工作的耐蝕不銹鋼.并保證其耐腐蝕性能(做焊接接頭的腐蝕性能試驗)

須采用含有Ti或Nb穩(wěn)定化元素或超低碳不銹鋼焊條。如A137或A002等。1對于工作溫度在300℃以上、有較強(qiáng)腐蝕性的介質(zhì).

常選用含Mo或含Mo和Cu不銹鋼焊條如:A 032A052等。2對于含有稀硫酸或鹽酸的介質(zhì).

腐蝕性弱或僅為防止銹蝕污染的設(shè)備,3工作.方可采用不含Ti或Nb不銹鋼焊條。

采用超合金化的焊材,為保證焊縫金屬的耐應(yīng)力腐蝕能力.即焊縫金屬中的耐蝕合金元素(CrMoNi等)含量高于母材。如采用00Cr18Ni12Mo2類型的焊接資料(如A022焊接00Cr19Ni10焊件。

應(yīng)保證焊接接頭在使用溫度的低溫沖擊韌性,6對于在低溫條件下工作的奧氏體不銹鋼.故采用純奧氏體焊條。如A402A407

7也可選用鎳基合金焊條。如采用Mo達(dá)9%鎳基焊材焊接Mo6型超級奧氏體不銹鋼。奧氏體不銹鋼的焊接特點

8焊條藥皮類型的選擇:

具有良好的塑性和韌性,1由于雙相奧氏體鋼焊縫金屬自身含有一定量的鐵素體.從焊縫金屬抗裂性角度進(jìn)行比擬,堿**皮與鈦鈣型藥皮焊條的差別不像碳鋼焊條那樣顯著。因此在實際應(yīng)用中,從焊接工藝性能方面著眼較多,大都采用藥皮類型代號為17或16焊條(如A102A A102A132等)