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      不銹鋼焊接開(kāi)裂的原因與分析

      作者:小編 時(shí)間:2024/8/10 10:09:47

        304不銹鋼是奧氏體不銹鋼是0Gr18Ni9的材質(zhì),產(chǎn)生熱裂紋的可能性比較大,奧氏體不銹鋼有一個(gè)特點(diǎn):他在900多度以上時(shí)是奧氏體,900多度以下至600多度時(shí)是馬氏體,溫度繼續(xù)下降,就又轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。焊接時(shí)接口開(kāi)裂就是在馬氏體階段開(kāi)裂的。解決的方法:減小一下焊接時(shí)的熱輸入量,加大焊后水冷卻的工藝,使其在馬氏體階段的時(shí)間縮短,避免焊件在敏感的溫度區(qū)間停留,接口就不會(huì)裂了。

       

      不銹鋼的焊接

       

        奧氏體不銹鋼的焊接不銹鋼是不銹鋼和耐酸鋼的總稱(chēng),鋼中所加合金元素在10%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))以上,屬于高合金鋼。它包括奧氏體型、馬氏體型、鐵素體型、奧氏體一馬氏體型和沉淀硬化型五類(lèi)。焊接奧氏體不銹鋼(OCr18Ni9、00Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2、00Cr18Ni12Mo2、OCr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo3Ti等)主要問(wèn)題是熱裂紋——焊接過(guò)程中,焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)所產(chǎn)生的焊接熱裂紋、脆化、晶間腐蝕——沿金屬晶粒邊界發(fā)生的腐蝕破壞現(xiàn)象。和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂一一金屬材料(包括焊接接頭)在一定溫度下受腐蝕介質(zhì)和拉應(yīng)力的共同作用而產(chǎn)生的裂紋。此外,因?qū)嵝圆?,線膨脹系數(shù)大,焊接變形也大。

         熱裂紋與結(jié)構(gòu)鋼相比,它的熱裂紋傾向更大,在焊縫及熱影響區(qū)均可能出現(xiàn)熱裂紋。最常見(jiàn)的是焊縫結(jié)品裂紋一一在焊縫凝固過(guò)程的后期所形成的焊接裂紋,時(shí)在熱影響區(qū)和多層焊層間還會(huì)出現(xiàn)液化裂紋。含鎳量越高,產(chǎn)生熱烈傾向越大,而且越不容易控制。

       

      防止措施

      a、嚴(yán)格限制硫、磷等雜質(zhì)的含量。

      b、調(diào)整焊縫金屬組織,以?shī)W氏體為主的¥+6雙相組織具有良好抗裂性。

      c、調(diào)整焊縫金屬合金成分,在單相穩(wěn)定奧氏鋼中適當(dāng)增加錳、碳、氮的含量。

      d、 采用小線能量及小截面焊道

      1. 接頭脆化奧氏體鋼焊接接頭的低溫脆化和高溫脆化是值得注意的問(wèn)題.

      防止措施

      a嚴(yán)格控制焊縫中鐵素體含量(體積分?jǐn)?shù))2~7%,因?yàn)?75℃脆化和6相脆化易出現(xiàn)在鐵素體中。

      b多層焊時(shí)采用較小線能量,以減少熔池體積,提高冷卻速度,縮短高溫滯留時(shí)間。

      1. 晶間腐蝕有三種形式:焊縫的晶間腐蝕;熱影響區(qū)的“敏化區(qū)腐蝕”…敏化區(qū)腐蝕一一在焊接熱循環(huán)作用下,奧氏體不銹鋼焊接熱影響區(qū)中,被加熱到易引起晶間腐蝕的敏化溫度(理論上為450-850℃ )的部位,稱(chēng)為敏化區(qū)。在敏化區(qū)發(fā)生的晶間腐蝕現(xiàn)象:刀蝕——發(fā)生在焊接接頭近縫區(qū)一個(gè)狹帶(小于1mm)上的晶間腐蝕。這種腐蝕的破壞形式像刀的切口,故稱(chēng)為刀蝕。

      防止措施:

      a、盡量降低母材及焊縫中含碳量;

      b、采用熱量集中的焊接方法,小的焊接線能量,多道焊、焊縫背面加銅襯墊等措施使接頭快速冷卻,使焊縫和熱影響區(qū)在450~850℃的停留時(shí)間盡量縮短:

      c、在鋼中添加穩(wěn)定化元素 Ti 、 Nb 等:

      d、在鋼及焊縫金屬中加鐵素體形成元素,從而獲得奧氏體加少量鐵素體的雙相組織;

      e、焊后進(jìn)行固溶處理(加熱至1050~1150C,保溫后淬火)或穩(wěn)定化處理(加熱至850℃保溫2h后空冷)。

      1. 應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂隨材料腐蝕介質(zhì)及拉應(yīng)力大小的不同,開(kāi)裂的斷口可能是沿晶的,也可能是穿晶的,還可能是兩種皆有的混合形式。焊接殘余應(yīng)力是引起應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的主要原因。接頭過(guò)熱區(qū)對(duì)這種開(kāi)裂最敏感。

      防止措施:

      a、焊后消除或減少焊接殘余應(yīng)力;

      b、選用奧氏體一鐵素體雙相組織的母材或焊接材料;

      c、采用高 Ni (達(dá)40%)的鉻鎳不銹鋼焊條。


      總結(jié):電流不能過(guò)大,減小應(yīng)力,母材于焊絲是否匹配。


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