1、
奥氏体不锈钢及铁素体钢焊接性能分析
奥氏体与铁素体类钢的焊接 , 关键是焊接材 料与两侧钢材各种性能的匹配问题 。要获得可靠 的异种金属接头 , 焊接材料就应满足以下若干条 件 :
a . 防止
焊接缺陷 。焊接材料必须有能力承受 两种母材的稀释而不形成对裂纹敏感的组织或其 他缺陷 ;
b. 物理性能 。焊缝金属的物理性能应该 与两种母材性能相匹配 , 其中热膨胀问题是非常重要的 。为了使运行的
热应力降到最小程度 , 焊 接材料的
热膨胀系数应介于两种母材之间 ;
c . 组 织稳定性 。焊缝金属必须在所有使用温度下保持 组织的稳定性 , 尽量不发生碳扩散以及产生有害 碳化物相 ;
d. 抗腐蚀性 。焊缝金属的抗腐蚀能力 应高于其中一侧母材 ,以防止焊缝被优先腐蚀 。
2、焊接工艺性的分析
奥氏体与铁素体的焊接可采用手工电弧焊 、
氩弧焊 、
埋弧焊 、脉冲氩弧焊等方法进行 。选择原 则是优先选择能在保证焊接质量的情况下 ,输入 较小的线能量的焊接方法 。焊接线能量在保证焊 接质量的前提下应尽可能降低 ,因为奥氏体的柱 状晶具有明显的方向性 ,
晶界有利于杂质的偏析 和缺陷的聚集 ,同时奥氏体的
线膨胀系数大 ,冷收缩应力大 ,易产生热裂纹 。另外合金元素 Cr 、Ti
等元素易烧损 , 所以要求的线能量不能太高 。奥 氏体与铁素体钢焊接时 ,线能量输入过大 ,容易在 铁素体钢热影响区的过热区产生粗大的晶粒 ,降 低接头的
机械性能 ,易产生再热裂纹 ;线能量的输入过大还会增加焊缝的稀释率 ,可能在靠近铁素 体一侧焊缝产生一定量的马氏体组织 ,增大产生 冷裂纹的倾向 。
焊前是否选择预热是十分重要的 。对于铁素 体钢来说 ,预热可以减少热影响区的淬硬倾向 ,减缓冷却速度 ,防止冷裂纹的产生 ,但预热实际上增 加了线能量 ,对奥氏体钢则易产生热裂纹及增大 熔合比 。综合考虑 , 对于淬硬性较大的铁素体钢 与奥氏体钢焊接时 ,还是采取预热措施为好 ,担预 热的温度应适当控制 ,不宜过高 。
焊后是否进行
热处理 ,也是十分重要的问题 。 一般来讲奥氏体钢热处理会带来一系列的问题 , 如 475 ℃脆化 、σ相析出 、碳化物析出及
晶间腐蚀 能力降低等 ,所以奥氏体钢焊后一般不需要进行 热处理 。异种钢焊接要做热处理是根据铁素体钢
的特性提出的 ,铁素体钢焊后进行热处理的目的 是消除焊接应力 ,降低硬度 ,改善组织等 。对于薄 壁管如 12Cr2MoWVTiB ( 钢 102 ) , 壁厚小于 6 mm 时 ,采取一定措施 (氩弧焊 、预热 、缓冷) 后 ,按电力 部《焊工技术考核规程》规定可免做热处理 。另
外 ,异种钢焊口在热处理过程中 ,会发生碳扩散 。 温度越高 ,时间越长 ,碳扩散越严重 ,结果在铁素 体钢一侧熔合线两边形成脱碳与增碳层 ,降低接 头的蠕变性能 ,并在高温下长期使用 ,该熔合区易 产生显微裂纹 。因此异种钢焊后是否要做热处理
要慎重 。
3、结 论
奥氏体不锈钢与铁素体钢的焊接 ,主要应综 合考虑影响异质接头寿命的因素 ,选择更合理的 焊接方法 、焊接材料 、焊接工艺 、结构设计等来延 长异质接头的寿命 。在焊接材料的选用中以镍基 材料较为理想 。