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1、專用鋼焊接1、低溫用鋼：工作環(huán)境在-20—-196℃之間的結(jié)構(gòu)用鋼。低于-196℃的鋼稱超低溫鋼。一、低溫鋼的焊接性能要求：工作溫度下有足夠的韌性；足夠強(qiáng)度。影響低溫韌性因素:A、成分：wC＜0.20％、高錳、嚴(yán)格限制S、P；Ni是提高低溫韌性的重要元素；B、晶粒度:加入適量細(xì)化晶粒元素（如V、Ti、Nb、Al）可有效提高低溫韌性；C、熱處理狀態(tài)：正火可細(xì)化晶粒。2、分類、牌號(hào)及性能按化學(xué)成分分為：含Ni和無(wú)Ni；按顯微組織分為F、低碳M、AF型：組織：F+少量P，使用溫度：-40—-100℃，如16MnDR、09Mn2VDR；使用狀態(tài)：正火；用途：低溫容器；低碳M型：含Ni較高，如
2、9Ni，經(jīng)淬火后組織為低碳M，正火后除低碳M，還有一定數(shù)量的F和少量A，具有較高的強(qiáng)度和韌性，能用于-196℃低溫，該鋼經(jīng)冷變形后，需進(jìn)行565℃的消除應(yīng)力退火，以提高低溫韌性；A型：如18-8型、25-20型，其使用溫度不能低于M的相變溫度，否則A轉(zhuǎn)變?yōu)镸是韌性下降。見(jiàn)表3-38。3、焊接性分析（1）無(wú)Ni低溫鋼（如16MnDR）Mn／C較高，且對(duì)C、S、P控制嚴(yán)格，對(duì)冷、熱裂紋的敏感性都很低，故焊接性較好，焊接中的主要問(wèn)題是保證接頭的低溫韌性與母材相匹配。接頭中熱影響區(qū)的低溫韌性主要受晶粒度的影響，因此必須采取措施防止過(guò)熱區(qū)晶粒租化。A、嚴(yán)格控制焊接熱輸入和層間溫度，防止過(guò)熱；B
3、、控制焊后熱處理溫度，避免產(chǎn)生揮霍脆性；C、含氮F鋼有熱應(yīng)變脆化傾向。δ<25mm不需預(yù)熱，δ>25mm或接頭剛度較大時(shí)，可進(jìn)行-100—150℃低溫預(yù)熱，δ>16mm時(shí)，一般焊后需進(jìn)行消除應(yīng)力處理（2）低Ni低溫鋼（如2.5Ni、3.5Ni）Ni提高淬透性，但由于含C低，冷裂傾向小，焊薄板可不預(yù)熱，厚板100℃預(yù)熱；由于S、P控制嚴(yán)格，熱裂傾向小。（3）高Ni低溫鋼（如9Ni）:淬透性大，HAZ淬火組織是含碳量很低的低碳M，冷裂傾向不大；焊接時(shí)需注意：A、焊接材料要匹配：焊材需使焊縫金屬具有與母材相近的低溫韌性和線膨脹系數(shù)。當(dāng)選與9Ni鋼成分相近時(shí)，焊縫低溫韌性較低（焊縫為鑄造組織
4、、焊縫中含有氧），一般選鎳基材料；B、磁偏吹：9Ni鋼屬?gòu)?qiáng)磁性材料，用直流電會(huì)產(chǎn)生磁偏吹現(xiàn)象；一般要求焊前避免接觸強(qiáng)磁場(chǎng)，焊材選用適合交流焊接的鎳基焊材；C、選用鎳基焊材時(shí)，焊縫金屬易產(chǎn)生熱裂紋，應(yīng)選用抗裂性好，線膨脹系數(shù)與母材相近的材料。難焊或要求高的異種鋼焊接，須選用鎳基焊接材料的原因：A：鎳可無(wú)限擴(kuò)大γ區(qū)，增加碳的溶解度，當(dāng)鎳達(dá)到70%時(shí)基本可以消除脫碳層。B：鎳基焊材熔敷金屬的線膨脹系數(shù)為13.6×10-6mm/mm℃，與碳鋼等基本接近，因而就平衡了接頭的大部分熱應(yīng)力。C：鎳基焊材熔敷金屬有很好的塑性，其延伸率可達(dá)40%而其強(qiáng)度極限仍有700～800MPa，因而使接頭能更好吸
5、收各類應(yīng)力，大而增大接頭的抗變形能力。4、焊接工藝要點(diǎn)：（1）為了防止過(guò)熱區(qū)晶粒粗大而導(dǎo)致低溫韌性下降，焊接時(shí)要求采用小線能量，必要時(shí)可采用快速多道焊的施焊方法。如用焊條電弧焊焊接3.5％Ni鋼，焊條直徑4mm時(shí)，平焊電流應(yīng)控制在130-180A范圍內(nèi)。（2）層間溫度對(duì)接頭低溫韌性有明顯的影響。在多層多道焊過(guò)程中，應(yīng)盡量保持較低的層間溫度，防止過(guò)熱。如焊接06MnNbDR低溫用鋼時(shí)，層間溫度不得大于300℃。（3）焊縫的韌性與焊接材料有密切關(guān)系，由于焊縫是鑄造組織，要保證低溫韌性與母材相匹配，必要時(shí)需對(duì)焊縫成分作些調(diào)整。（4）9Ni鋼本身具良好的低溫韌性，可在-196℃下工作，但用母
6、材成分相近的焊接材料時(shí)，焊縫的韌性卻非常差?，F(xiàn)在多采用鎳基合金作境充金屬。（5）Ni3.5%和F型低溫用鋼板厚時(shí)焊后可進(jìn)行600-650℃消除應(yīng)力熱處理，以降低焊接結(jié)構(gòu)的脆斷傾向。Ni9%和A低溫用鋼一般不進(jìn)行消除應(yīng)力處理；（6）Ni3.5%鋼厚度在25mm以上時(shí)，要在125℃以上預(yù)熱，Ni9%鋼不預(yù)熱；（7）定位焊道長(zhǎng)度應(yīng)不小于40mm。5、焊后檢查與處理焊接低溫鋼應(yīng)注意避免弧坑、未熔透及焊縫成形不良缺陷，焊后應(yīng)認(rèn)真檢查內(nèi)在及表面缺陷并即使修復(fù)；二、鉻鉬耐熱鋼的焊接1、成分特點(diǎn)wCr＝0.5％-9％，wMo＝0.5％-1％，Mo顯著提高高溫強(qiáng)度和抗蠕變能力；Cr形成氧化膜，提高鋼的
7、抗氧化能力。如15CrMo、12CrMo。2、焊接性分析（1）冷裂紋：由于合金元素加入提高淬透性，低溫焊接或焊接剛度較大的結(jié)構(gòu)時(shí)，易出現(xiàn)冷裂紋；（2）再熱裂紋：大熱輸入焊接方法，接頭高拘束應(yīng)力下，在焊層間或堆焊層下的過(guò)熱區(qū)易出現(xiàn)。預(yù)防：A、采用高溫塑性高于母材的焊材，限制母材和焊材的合金成分（限制V、Ti、Nb等）；B、提高預(yù)熱溫度至250℃，控制層間溫度300℃左右；C、小熱輸入，減小過(guò)熱區(qū)寬度，細(xì)化晶粒；D、選擇合適熱處理溫度，避免在敏感溫度區(qū)間停留較
