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發(fā)布時(shí)間:2024-09-02 瀏覽次數(shù):42258次
低碳鋼與低合金鋼都屬于普通鐵素體鋼,它們之間的焊接以及不同材質(zhì)的低合金鋼之間的焊接屬于同種異材鋼的焊接。這類鋼之間的焊接按低檔材質(zhì),指強(qiáng)度級(jí)別或合金元素含量低的材質(zhì)選擇焊接材料,以保證焊縫金屬性能滿足低檔材料就可以。選擇低檔材料也比高檔材料焊接性能好,價(jià)格較為便宜,有利于降低制造成本。 低合金與中合金鋼耐熱鋼的焊接 由于同種異材鋼焊縫化學(xué)成份的不連續(xù)性,會(huì)產(chǎn)生性能的不連續(xù)性。如果這種不連續(xù)性對(duì)使用性能產(chǎn)生較大影響,就不能按低檔原則選擇焊接材料。 例如SA213-T91與SA213-T22材料的焊接,如果按通常的低檔原則,選擇2.25Cr-1MO的焊接材料進(jìn)行焊接,那么在T91一側(cè)的熔合線附近的T91母材會(huì)嚴(yán)重增碳,產(chǎn)生脫增層,同時(shí)T91一側(cè)的熔合線附近的焊縫嚴(yán)重脫碳,產(chǎn)生脫碳層。這是由于T91含鉻量9%左右,2.25Cr-1Mo焊絲含碳量2.25%左右,那么在焊后退火處理后,T91一側(cè)的熱影響區(qū)鉻的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于焊縫一側(cè)鉻的含量,大量的碳會(huì)向母材偏移產(chǎn)生增碳層,造成硬度增加,組織更加淬硬,而焊縫一側(cè)嚴(yán)重脫碳,硬度偏低,組織軟化,使接頭性能惡化。如果選用9Cr-1Mo焊接材料,在T22熔合線一側(cè)又會(huì)產(chǎn)生焊縫增碳,母材脫碳現(xiàn)象。 異種鋼焊接的焊接材料選擇 碳素鋼、低合金鋼與奧氏體不銹鋼異種鋼焊接,應(yīng)根據(jù)接頭的工作溫度,接頭的受力工況來(lái)選擇焊接材料。 當(dāng)承載承壓的這類異種鋼接頭工作溫度在315℃以下,可選用高Cr、Ni合金含量的奧氏體不銹鋼焊接材料。按照碳素鋼(合金鋼)與奧氏體鋼的化學(xué)成份多少和焊接的熔合比大小,根據(jù)某種鎳當(dāng)量、鉻當(dāng)量組織圖選擇合適Cr、Ni含量的奧氏體不銹鋼焊接材料,以避免焊縫產(chǎn)生大量的馬氏體組織。當(dāng)然在碳素鋼或低合金鋼熔合線附近會(huì)產(chǎn)生狹小的馬氏體帶,通過(guò)減少焊接材料的碳含量,使馬氏體組織為塑性較好的低碳馬氏體,也能保證接頭具有良好的性能。 當(dāng)承載承壓的異種鋼接頭,在溫度315℃以上工作時(shí),應(yīng)選用鎳基焊接材料。例如ECrNiFe-2,ERCrNiFe-3等,主要原因如下。 如果選用普通的奧氏體不銹鋼焊接材料,會(huì)產(chǎn)生下列問(wèn)題: a) 由于鐵素體與奧氏體熱膨脹系數(shù)相差較大,在高溫下運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力和熱疲勞破壞。 b) 由于合金元素含量的差異較大,在高溫下工作焊接接頭會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的脫碳層和增碳層,使高溫性能惡化。 c) 由于在熔合線附近的馬氏體帶組織,使焊縫局部組織淬硬。 選用鎳基焊接材料,可以避免上述現(xiàn)象發(fā)生,理由如下: a) 鎳基材料的熱膨脹系數(shù)介于鐵素體和奧氏體之間。 b) 鎳基材料不會(huì)時(shí)焊接接頭產(chǎn)生脫碳和增碳。 c) 鎳基材料焊接不會(huì)產(chǎn)生馬氏體組織。 但是對(duì)于高溫工作下的非承載的焊接接頭,選用鎳基焊條盡管也能滿足性能要求,但是制造成本昂貴,也無(wú)使用的必要。使用其它價(jià)格便宜的焊接材料也能達(dá)到目的。 國(guó)外通過(guò)大量的試驗(yàn)研究表明,對(duì)于鍋爐制造中的管子與附件非承載角焊縫,當(dāng)管子為碳鋼和低合金鋼材質(zhì),附件為奧氏體不銹鋼時(shí),應(yīng)按低檔材質(zhì)選擇焊接材料。