為了克服普通純度高鉻鐵素體型不銹鋼管在焊接過程中出現的晶間腐蝕和焊接接頭脆化而引起的冷裂紋,在焊接工藝上應采取以下措施:


1. 預熱


   鐵素體不銹鋼管在室溫時韌性較低,焊接時焊接接頭易形成高溫脆化,在一定條件下可能產生裂紋。通過預熱,使焊接接頭處于富有韌性的狀態下施焊,能有效地防止裂紋的產生;但是,焊接時的熱循環又會使焊接接頭近縫區的晶粒急劇長大粗化,從而引起脆化。為此,預熱溫度的選擇要慎重,一般控制在100~150℃,目的在于使被焊材料處于韌性較好的狀態和降低焊接接頭的應力。隨著母材金屬中含鉻量的提高,預熱溫度可相應提高。預熱溫度過高,又會使焊接接頭過熱而脆硬。


 2. 焊接材料的選擇


   最好選用含有Ti、Nb穩定化元素的高純鐵素體不銹鋼焊接材料,以防止多層多道焊接時產生敏化,以及焊縫金屬吸收焊接氣氛中的C和N后造成晶間腐蝕。控制焊縫中 Ni、Cu和Mo的含量,防止Ni、Cu和Mo含量超過臨界值,接頭在氯離子介質中產生應力腐蝕。


   可以焊前預熱或焊后進行熱處理的焊接構件,可選用與母材金屬化學成分相同的焊接材料;對于不允許預熱或焊后不能進行熱處理的焊接構件,應選用奧氏體不銹鋼焊接材料,以保證焊縫具有良好的塑性和韌性。


   當采用同質的焊接材料時,接頭的耐腐蝕性能與鐵素體母材接近,但焊縫金屬晶粒為粗大的鐵素體組織,韌性很差。須通過焊后熱處理,使焊接接頭的塑性得到改善,韌性略有提高。


3. 475℃脆性的防止


   475℃脆性是高鉻鐵素體不銹鋼焊接時的主要問題之一。焊接時采取小的熱輸入,窄道焊接并控制道間溫度,縮短鐵素體不銹鋼焊接接頭在這個溫度區間的停留時間,以防止475℃脆性的產生。


   一旦出現475℃脆性,可以在600℃以上溫度短時間加熱,再以較快的速度冷卻,給予消除。


4. 焊后熱處理


   對于同質材料焊成的鐵素體不銹鋼焊接接頭,熱處理的目的是使焊接接頭組織均勻化,使過飽和碳和氮完全析出,鉻來得及補充到貧鉻區,以恢復其耐蝕性;同時也可改善焊接接頭的塑性,從而提高其塑性及耐蝕性。焊后熱處理溫度為750~800℃,是一般的回火溫度,實際上是空冷的退火處理。值得注意的是,退火后應快冷,以防止475℃脆性產生。


5. 熱輸入


   在焊接過程中,應采用小的熱輸人進行施焊,以減少高溫脆化和475℃脆性的影響。


  當選用的焊接材料與母材金屬的化學成分相當時,必須按上述工藝措施進行。如選用奧氏體不銹鋼焊接材料,則可免除焊前預熱和焊后熱處理,但對于不含穩定化元素的鐵素體型不銹鋼焊接接頭來說,熱影響區的粗晶脆化和晶間腐蝕問題不會因填充材料改變而變化。奧氏體或奧氏體-鐵素體焊縫金屬基本上與鐵素體型不銹鋼母材等強度;但在某些腐蝕介質中,這種異質焊接接頭的耐蝕性可能低于同質的接頭。






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