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《淺談奧氏體不銹鋼的焊接特點及焊條選用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、西安技師學院機械工程系淺談奧氏體不銹鋼的焊接特點及焊條選用摘要奧氏體不銹鋼具有良好的焊接性，目前工業(yè)上應(yīng)用最廣，焊接時一般不需要采取特殊的工藝措施，本論文比較詳細的分析了奧氏體不銹鋼在焊接時產(chǎn)生熱裂紋、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂、焊接接頭的脆化（低溫脆化、σ相脆化、熔合線脆斷）原因和防治措施，通過焊接特點理論和實踐分析，著重介紹了奧氏體不銹鋼在焊接不同材料和處于不同工作環(huán)境條件時焊條的選用原則方法，只有工藝措施和焊條選用合理，才可以焊接出完美的焊縫。關(guān)鍵詞奧氏體不銹鋼缺陷產(chǎn)生原因防治措施焊條選用引言不銹鋼在航空、石油、化工和原子能等工業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用，不銹鋼按化學成分分為鉻不銹鋼
2、、鉻鎳不銹鋼，按組織分為鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼。在不銹鋼中，奧氏體不銹鋼(18-8型不銹鋼)比其他不銹鋼具有更優(yōu)良的耐腐蝕性；強度較低，而塑性、韌性極好；焊接性能良好，其主要用作化工容器、設(shè)備和零件等，它是目前工業(yè)上應(yīng)用最廣的不銹鋼。雖然奧氏體不銹鋼有諸多優(yōu)點但是若焊接工藝不正確或焊接材料選用不當，會產(chǎn)生很多缺陷，最終影響使用性能。一、奧氏體不銹鋼的焊接特點（一）容易出現(xiàn)熱裂紋奧氏體不銹鋼在焊接時熱裂紋是比較容易產(chǎn)生的缺陷，包括焊縫的縱向和橫向裂紋、火口裂紋、打底焊的根部裂紋和多層焊的層間裂紋等，特別是含鎳量較高的奧氏體不銹鋼更容易產(chǎn)生。
3、1.產(chǎn)生原因（1）奧氏體不銹鋼的液、固相線的區(qū)間較大，結(jié)晶時間較長，且單相奧氏體結(jié)晶方向性強，所以雜質(zhì)偏析比較嚴重。（2）導熱系數(shù)小，線膨脹系數(shù)大，焊接時會產(chǎn)生較大的焊接內(nèi)應(yīng)力（一般是焊縫和熱影響區(qū)受拉應(yīng)力）。第10頁共10頁西安技師學院機械工程系（3）奧氏體不銹鋼中的成分如C、S、P、Ni等，會在熔池中形成低熔點共晶。例如，S與Ni形成的Ni3S2熔點為645℃,而Ni-Ni3S2共晶體的熔點只有625℃。2.防止措施（1）采用雙相組織的焊縫盡量使焊縫金屬呈奧氏體和鐵素體雙相組織,鐵素體的含量控制在3～5%以下，可擾亂奧氏體柱狀晶的方向，細化晶粒。并且鐵素體可以比奧氏體溶解更多的
4、雜質(zhì)，從而減少了低熔點共晶物在奧氏體晶界的偏析。（2）焊接工藝措施在焊接工藝上盡量選用堿性藥皮的優(yōu)質(zhì)焊條、采用小線能量，小電流、快速不擺動焊,收尾時盡量填滿弧坑及采用氬弧焊打底等，可減小焊接應(yīng)力和弧坑裂。（3）控制化學成分嚴格限制焊縫中S、P等雜質(zhì)含量，以減少低熔點共晶。（二）晶間腐蝕產(chǎn)生在晶粒之間的腐蝕，其導致晶粒間的結(jié)合力喪失，強度幾乎完全消失，當受到應(yīng)力作用時，即會沿晶界斷裂。1．產(chǎn)生原因根據(jù)貧鉻理論,焊縫和熱影響區(qū)在加熱到450～850℃敏化溫度（危險溫度區(qū)）時，由于Cr原子半徑較大，擴散速度較小，過飽和的碳向奧氏體晶粒邊界擴散，并與晶界的鉻化合物在晶界形成Cr23C6,造
5、成貧鉻的晶界,不足以抵抗腐蝕的程度。2.防止措施（1）控制含碳量采用低碳或超低碳（W(C)≤0.03%）不銹鋼焊接焊材。如A002等。（2）添加穩(wěn)定劑在鋼材和焊接材料中加入Ti、Nｂ等與Ｃ親和力比Cr強的元素，能夠與Ｃ結(jié)合成穩(wěn)定碳化物，從而避免在奧氏體晶界造成貧鉻。常用的不銹鋼材和焊接材料都含有Ti、Nb，如１Cr18Ni9Ti、１Cr18Ni12MO2Ti鋼材、E347-15焊條、H0Cr19Ni9Ti焊絲等。（3）采用雙向組織由焊絲或焊條向焊縫中熔入一定量的鐵素體形成元素,如Cr、Si、AL、MO等，以使焊縫形成為奧氏體+鐵素體的雙相組織，因為Cr在鐵素體內(nèi)擴散速度比在奧氏體中
6、快，因此Cr在鐵素體內(nèi)較快的向晶界擴散，減輕了奧氏體晶界的貧鉻現(xiàn)象。一般控制焊縫金屬中鐵素體含量為5%～10%，如鐵素體過多，會使焊縫變脆。（4）快速冷卻第10頁共10頁西安技師學院機械工程系因為奧氏體不銹鋼不會產(chǎn)生淬硬現(xiàn)象，所以在焊接過程中，可以設(shè)法增加焊接接頭的冷卻速度，如焊件下面用銅墊板或直接澆水冷卻。在焊接工藝上，可以采用小電流、大焊速、短弧、多道焊等措施，縮短焊接接頭在危險溫度區(qū)停留的時間，以免形成貧鉻區(qū)。（5）進行固溶處理或均勻化熱處理焊后把焊接接頭加熱到1050～1100℃，使碳化物又重新溶解到奧氏體中，然后迅速冷卻，形成穩(wěn)定的單相奧氏體組織。另外，也可以進行850～
7、900℃保溫2h的均勻化熱處理，此時奧氏體晶粒內(nèi)部的Cr擴散到晶界，晶界處Cr量又重新達到了大于12%，這樣就不會產(chǎn)生晶間腐蝕了。（三）應(yīng)力腐蝕開裂金屬在應(yīng)力和腐蝕性介質(zhì)共同作用下，發(fā)生的腐蝕破壞。根據(jù)不銹鋼設(shè)備與制件的應(yīng)力腐蝕斷裂事例和試驗研究，可以認為：在一定靜拉伸應(yīng)力和在一定溫度條件下的特定電化學介質(zhì)共同作用下，現(xiàn)有的不銹鋼均有產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的可能。應(yīng)力腐蝕最大特點之一是腐蝕介質(zhì)與材料的組合上有選擇性。容易引起奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕主要是鹽酸和氯化物含有氯離子的介質(zhì)
