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    老師傅告訴你:不銹鋼焊接的各種“毛病”與“藥方”

    2020-07-18

    馬氏體不銹鋼板在電焊焊接特性:電焊焊接全過程中的彈、塑性變形地應力和應自變量非常大,卻非常少出現冷裂痕。對接焊縫不會有熱處理硬底化區及晶體粗壯化,故焊接抗壓強度較高。

    馬氏體不銹鋼的焊接關鍵難題:電焊焊接形變很大;因其位錯特點和對一些少量殘渣(S、P)比較敏感,易造成熱裂痕。

    馬氏體不銹鋼板的5大電焊焊接難題及解決對策

    01

    炭化鉻的產生,減少了對接焊縫抗應力腐蝕工作能力。

    應力腐蝕:依據貧鉻基礎理論,焊接和熱危害區在加溫到450-850℃敏化溫度區的時候在位錯上溶解炭化鉻,導致貧鉻的位錯,不能抵御浸蝕的水平。

    (1)對于焊接應力腐蝕和目材上敏化溫度區浸蝕,可選用以下對策多方面限定:

    a.降低對接焊縫及焊接的碳含量,對接焊縫中加上平穩化元素Ti、Nb等元素使之優先選擇產生MC,以防止Cr23C6產生。

    b.使焊接產生馬氏體加小量鐵素體的兩相機構。焊接中存有一定總數的鐵素體時,可優化晶體,提升晶體總面積,使位錯企業總面積上的炭化鉻溶解量少。

    鉻在鐵素體中溶解性很大,Cr23C6優先選擇在鐵素體中產生,而不導致馬氏體位錯貧鉻;散散步在馬氏體中間的鐵素體,可避免 浸蝕沿位錯向內部外擴散。

    c.操縱在敏化溫度區段的等待時間。調節電焊焊接熱力循環,盡量減少600~1000℃的等待時間,可挑選比能量高的焊接工藝(如低溫等離子氬弧焊機),

    采用較小的焊接線動能,焊接反面通氬氣或選用銅墊提升對接焊縫的制冷速率,降低起弧、收弧頻次以防止反復加溫,雙層焊時與浸蝕物質的表面盡量Z終焊接等。

    d.焊后開展時效處理或防老化淬火(850~900℃)隔熱保溫后空冷,以使滲碳體充足溶解,并使鉻加快外擴散)。

    (2)、對接焊縫的刀狀浸蝕,因此,可采用以下防范措施:

    因為碳的外擴散工作能力較強,在制冷過程中將偏聚在位錯產生過飽和,而Ti、Nb則因外擴散工作能力低而存留于結晶內。當對接焊縫在敏化溫度區段再度加溫時,過于飽和碳將在晶間以Cr23C6方式溶解。

    a.減少碳含量。針對帶有平穩化元素的不銹鋼板,碳含量不可超出0.06%。

    b.選用有效的焊接方法。挑選較小的焊接線動能,以降低超溫區在高溫等待時間,留意防止在電焊焊接全過程中造成“中溫敏化”實際效果。

    雙面焊時,與浸蝕物質觸碰的焊接應Z終焊接(它是大直徑薄壁焊接鋼管內焊出外焊以后開展的緣故所屬),如不可以執行則應調節電焊焊接標準及焊接樣子,盡量減少與浸蝕物質觸碰的超溫區再度遭受敏化加溫。

    c.焊后熱處理。焊后開展熱處理回火或防老化解決。

    02

    應力腐蝕裂開

    可選用以下對策避免 應力腐蝕裂開的產生:

    a.恰當挑選原材料及有效調節焊接成份。高純度鉻-鎳馬氏體不銹鋼板、高硅鉻-鎳馬氏體不銹鋼板、鐵素體-馬氏體不銹鋼板、高鉻鐵素體不銹鋼板等具備不錯的抗應力腐蝕特性,焊接金屬材料為馬氏體-鐵素體雙相鋼機構時抗地應力腐蝕優良。

    b.清除或減少內應力。開展焊后清除地應力調質處理,選用打磨拋光、拋丸和捶擊等機械設備方式 減少表層內應力。

    c.有效的總體設計。以防止造成很大的應力。

    03

    電焊焊接熱裂痕(焊接結晶體裂痕、熱危害區汽化裂痕)

    熱裂痕敏感度關鍵在于原材料的成分、機構與特性。Ni易與S、P等殘渣產生低溶點化學物質或共晶,硼、硅等的縮松,將促進造成熱裂痕。

    焊接易產生專一性強的粗壯柱狀晶機構,有益于危害殘渣和原素的縮松。進而促進產生持續的晶間液膜,提升了熱裂痕的敏感度。若電焊焊接不勻稱加溫,則易產生很大的拉應力,推動電焊焊接熱裂痕的造成。

    避免 對策:

    a.嚴控危害殘渣S、P的成分。

    b.調節焊接金屬材料的機構。兩相機構焊接具備優良的抗裂纖維特性,焊接中的δ相可優化晶體,清除單相電馬氏體的專一性,降低危害殘渣在位錯的縮松,且δ相能融解較多的S、P,并能減少頁面能,機構晶間液膜的產生。

    c.調節焊接金屬材料鋁合金成份。在單相電馬氏體鋼中適度提升Mn、C、N的成分,添加小量的鈰、鎬、鉭等營養元素(可優化焊接機構、清潔位錯),可降低熱裂痕敏感度。

    d.加工工藝對策。盡可能減少溶池超溫,以避免 產生粗壯的柱狀晶,選用小線動能及小橫截面焊縫。

    比如25-20型馬氏體鋼易出現汽化裂痕??筛鶕揽料薅▽雍缚p的殘渣成分及晶粒大小,選用高效率能量相對密度的焊接工藝、小線動能和提升連接頭的制冷速率等對策。

    04

    對接焊縫的老化

    熱強鋼應確保對接焊縫的塑性變形,避免 高溫老化;超低溫用鋼規定具備優良的超低溫延展性,避免 對接焊縫產生超低溫脆性斷裂。

    05

    電焊焊接形變很大

    因導熱率低、熱膨脹系數大,故電焊焊接形變很大,可選用工裝夾具避免 形變。馬氏體不銹鋼板的焊接工藝和焊材的挑選:

    馬氏體不銹鋼板能用電弧焊接(TIG)、熔融極氬弧焊機(MIG)、低溫等離子氬弧焊機(PAW)及電弧焊(SAW)等方式 開展電焊焊接。

    馬氏體不銹鋼板因其溶點低、傳熱系數小、電阻器指數大,故電焊焊接電流量較小。應選用窄焊接、窄焊縫,降低高溫等待時間,避免 滲碳體溶解,降低焊接收攏地應力,減少熱裂痕敏感度。

    焊接材料成份尤其是Cr、Ni鋁合金原素要高過對接焊縫。選用帶有小量(4~12%)鐵素體的焊材,以確保焊接優良的抗裂纖維(冷裂、熱裂、應力腐蝕裂開)特性。

    焊接中不允許或不太可能存有鐵素體相時,焊接材料應取用含Mo、Mn等鋁合金原素的焊材。

    焊接材料中的C、S、P、Si、Nb應盡量低,Nb在純馬氏體焊接中會造成凝結裂痕,但焊接中有小量鐵素體可合理防止。

    焊后需開展防老化或清除地應力解決的電焊焊接構造,一般采用含Nb的焊材。電弧焊用以電焊焊接中厚板,Cr、Ni的燒蝕可根據助焊劑和焊條中鋁合金原素的銜接獲得填補;

    應留意避免 焊接核心區熱裂痕的造成和熱危害區耐蝕性的減少。應留意挑選偏細的焊條和較小的焊接線動能,焊條需低Si、S、P。

    耐高溫不銹鋼板焊接中鐵素體成分應不超5%。Cr、Ni成分超過20%的馬氏體不銹鋼板,需采用高Mn(6~8%)焊條,助焊劑采用偏堿或中性化助焊劑,以避免 向焊接中增Si,以提升其抗裂纖維特性。

    馬氏體不銹鋼板專用型助焊劑增Si非常少,可向焊接銜接鋁合金,賠償鋁合金原素的燒蝕,以考慮焊接特性和成分的規定。

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