淺談?wù)婵找睙挔t用奧氏體不銹鋼的焊接缺陷及預(yù)防措施

1、under the condition of not violating the principles, be tolerant to others, help as long as you can, dont push them out, leave a way for them, and know how to appreciate others from the heart, although this is often difficult.同學(xué)互助一起進(jìn)步（頁(yè)眉可刪）淺談?wù)婵找睙挔t用奧氏體不銹鋼的焊接缺陷及預(yù)防措施 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，本文比較詳細(xì)的分析了

2、奧氏體不銹鋼在焊接時(shí)產(chǎn)生熱裂紋、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂原因和防治措施， 在生產(chǎn)中加以預(yù)防，便可獲得優(yōu)良的焊接接頭。 不銹鋼是不銹耐酸鋼的簡(jiǎn)稱，按合金元素和顯微組織不銹鋼可分成五種類型：馬氏體鋼；鐵素體鋼、奧氏體鋼、沉淀硬化鋼；雙相鋼。其中奧氏體不銹鋼是在鉻含量為18%的鐵素體型不銹鋼中加入ni、mn、n等奧氏體形成元素而獲得的鋼種系列，它是目前工業(yè)上應(yīng)用最廣的不銹鋼，被廣泛應(yīng)用于化工容器、食品工業(yè)和機(jī)械設(shè)備中，真空冶煉爐普遍采用奧氏體不銹鋼作為爐體材料。 1.奧氏體不銹鋼的焊接缺陷1.1.晶間腐蝕產(chǎn)生在晶粒之間的腐蝕，其導(dǎo)致晶粒間的結(jié)合力喪失，強(qiáng)度幾乎完全消失，當(dāng)受到應(yīng)力作用時(shí)，即會(huì)沿晶界斷裂

3、。1.1.1.產(chǎn)生原因根據(jù)貧鉻理論,焊縫和熱影響區(qū)在加熱到450850敏化溫度（危險(xiǎn)溫度區(qū)）時(shí)，由于cr原子半徑較大，擴(kuò)散速度較小，過飽和的碳向奧氏體晶粒邊界擴(kuò)散，并與晶界的鉻化合物在晶界形成cr23c6,造成貧鉻的晶界,不足以抵抗腐蝕的程度。1.1.2. 防止措施1.1.2.1.控制含碳量 采用低碳或超低碳（w(c)0.03%）不銹鋼焊接焊材。1.1.2.2.添加穩(wěn)定劑 在鋼材和焊接材料中加入ti、n等與親和力比cr強(qiáng)的元素，能夠與結(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cr18ni9ti、e347-15焊條、h0cr19ni9ti焊絲等。

4、1.1.2.3. 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?yàn)閏r在鐵素體內(nèi)擴(kuò)散速度比在奧氏體中快，因此cr在鐵素體內(nèi)較快的向晶界擴(kuò)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(huì)使焊縫變脆。1.1.2.4.快速冷卻 因?yàn)閵W氏體不銹鋼不會(huì)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(xiǎn)溫度區(qū)停留的時(shí)間，以免形成貧鉻區(qū)。1.1.2.5.進(jìn)行固

5、溶處理或均勻化熱處理 焊后把焊接接頭加熱到10501100，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(jìn)行850900保溫2h的均勻化熱處理，此時(shí)奧氏體晶粒內(nèi)部的cr擴(kuò)散到晶界，晶界處cr量又重新達(dá)到了大于12%，這樣就不會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕了。1.2.熱裂紋奧氏體不銹鋼在焊接時(shí)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。1.2.1.產(chǎn)生原因1.2.1.1.奧氏體不銹鋼的液、固相線的區(qū)間較大，結(jié)晶時(shí)間較長(zhǎng)，且單相奧氏體結(jié)晶方向性強(qiáng)，所以雜質(zhì)偏析比較嚴(yán)重。1.2.

6、1.2.導(dǎo)熱系數(shù)小，線膨脹系數(shù)大，焊接時(shí)會(huì)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）。1.2.1.3.奧氏體不銹鋼中的成分如c、s、p、ni等，會(huì)在熔池中形成低熔點(diǎn)共晶。例如，s與ni形成的ni3s2熔點(diǎn)為645,而ni- ni3s2共晶體的熔點(diǎn)只有625。1.2.2.防止措施1.2.2.1.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35%以下，可擾亂奧氏體柱狀晶的方向，細(xì)化晶粒。并且鐵素體可以比奧氏體溶解更多的雜質(zhì)，從而減少了低熔點(diǎn)共晶物在奧氏體晶界的偏析。1.2.2.2.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

7、、快速不擺動(dòng)焊,收尾時(shí)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。1.2.2.3.控制化學(xué)成分 嚴(yán)格限制焊縫中s、p等雜質(zhì)含量，以減少低熔點(diǎn)共晶。1.3.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。應(yīng)力腐蝕最大特點(diǎn)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)，還有硫酸、硝酸、氫氧化物（堿）、海水、水蒸氣、h2s水溶液、濃nahco3+nh3+nacl水溶液等介質(zhì)等。1.3.1.產(chǎn)生原因應(yīng)力腐蝕開裂是焊接接頭在特定腐蝕環(huán)境下受拉伸應(yīng)力作用時(shí)所產(chǎn)生的延遲開裂現(xiàn)象。奧氏體不銹鋼焊接接頭的應(yīng)力腐蝕開裂是焊接接頭比較嚴(yán)重的失效形式,表現(xiàn)為無(wú)塑性變形的脆性破壞。1.3.2.防止措施1.3.2.1.合理制定成形加工和組裝工藝 盡可能減小冷作變形度,避免強(qiáng)制組裝,防止組裝過程中造成各種傷痕。1.3.2.2.合理選擇焊材焊縫與母材應(yīng)有良好的匹配,不產(chǎn)生任何不良組織,如晶粒粗化及硬脆馬氏體。1.3.2.3.采取合適的焊接工藝 保證焊縫成形良好,不產(chǎn)生任何應(yīng)力集中或點(diǎn)蝕的缺陷,例如，避免十字交叉焊縫，y形坡口改為x形坡口、適當(dāng)減小坡口角度、采用短焊焊道、采用小線能量。1.3.2.4.消除應(yīng)力