㈠ 不銹鋼管(奧氏體)焊接特點和方法是什麼
不銹鋼管(奧氏體)焊接特點和方法是什麼?
答:
一)奧氏體不銹鋼管焊接特點:
奧氏體不銹鋼具有良好的可焊性,但焊接材料或焊接工藝不正確時,會出現以下缺陷:
1.晶問腐蝕
(1)晶間腐蝕產生原因
晶問腐蝕發生於晶粒邊界,所以叫晶問腐蝕。它是奧氏體不銹鋼最危險的一種破壞形式,它的特點是腐蝕沿晶界深人金屬內部,並引起金屬機械性
能和耐腐蝕性能的下降。奧氏體不銹鋼在450~850%溫度區間范圍內停留一定時問後,則晶界處會析出C ,其中的鉻主要來自晶粒表層,內部的鉻如來不及補充,會使晶界晶粒表層的含鉻量下降而形成貧鉻區,在強腐蝕介質的作用下,晶界貧鉻區受到腐蝕就會形成晶間
腐蝕。受到晶間腐蝕的不銹鋼在表面上沒有明顯的變化,但在受力時會沿晶界斷裂,幾乎完全喪失強度。
(2)防止晶間腐蝕的措施
①選用超低碳C≤0.03%、添加鈦或鈮等穩定元素的不銹鋼焊條。
②採用小規范,目的是為了減少危險溫度范圍停留時間,採用小電流、快焊速、短弧焊及不作橫向擺動。焊縫可採用強製冷卻(如銅墊板、水冷)方法加快焊接接頭的冷卻速度,減少熱影響區。多層焊時,應控制層間溫度,要前一道焊縫冷卻至60℃以下時再焊。
③接觸介質的那面焊縫最後焊接。
④焊後固溶處理。將工件加熱至1050~1150%後淬火,使晶界上的C C6溶人晶粒內部,形成均勻的奧氏體組織。
2.熱裂紋
(1)熱裂紋產生原因
①液相線和固相線距離大,凝固過程溫度范圍大,使低熔點雜質偏析嚴重,而且集中在晶界處。
②膨脹系數大,所以冷卻收縮時的應力也大。
(2)控制熱裂紋產生的措施
①控制焊縫金屬組織,盡量使焊縫金屬呈雙相組織,鐵素體的含量控制在3% ~5%以下。因為鐵素體能大量溶解有害的S、P雜質。
②控制化學成分,應減少焊縫金屬中的鎳、碳、硫、磷含量,增加鉻、鉬、硅及錳等元素,可以減少熱裂紋的產生。
③選用適當的焊條葯皮類型。用低氫型葯皮焊條可以使焊縫晶粒細化,減少雜質偏析,提高抗裂性。用酸性葯皮焊條氧化性強,使合金元素燒損多,抗裂性下降,而且晶粒粗大,使熱裂紋極易產生。
④採用適當的焊接規范和冷卻速度。採用小規范,即小電流、快焊速來減少焊接熔池過熱、快速冷卻,以減少偏析,使抗裂性提高。多層焊時,要控制層問溫度,前一焊道冷卻至6o℃後再焊。
3.應力腐蝕開裂
(1)應力腐蝕開裂產生原因
應力腐蝕開裂是焊接接頭在特定腐蝕環境下,受拉伸應力作用時所產生的延遲開裂現象。奧氏體不銹鋼焊接接頭的應力腐蝕開裂是焊接接頭比較嚴重的失效形式,表現為無塑性變形的脆性破壞。
(2)應力腐蝕開裂防止措施
①合理制定成形加工和組裝工藝,
盡可能減小冷卻變形度,避免強制組裝,防止組裝過程中造成各種傷痕(各種組裝傷痕及電弧灼痕,都會成為SCC的裂源,易造成腐蝕坑)。
②合理選擇焊材。
焊縫與母材應有良好的匹配,不產生任何不良組織,如晶粒粗化及硬脆馬氏體等。
③採取合適的焊接工藝。
保證焊縫成形良好,不產生任何應力集中或點蝕的缺陷,如咬邊等採取合理的焊接順序,降低焊接殘余應力。
④消除應力處理。
焊後熱處理,如焊後完全退火或退火;在難以實施熱處理時採用焊後錘或噴丸等。
4.焊縫成形不良
(1)焊縫成形不良產生原因
奧氏體不銹鋼焊接時,由於焊縫中合金元素含量高,熔池流動性差,易造成焊縫表面成形不良。主要表現在根部焊道背面成形惡化及蓋面焊道表面粗糙。焊縫表面成形不良對焊縫性能的影響在常溫或高溫工況下表現不明顯,但在低溫工況下,其成形不良所造成的應力集中,對焊縫低溫性能的影響不亞於焊縫內部質量的影響。
(2)防止措施
對於焊縫成形不良以及焊接熱影響區的晶問腐蝕問題,可以通過焊接工藝來加以解決。採用鎢極氬弧焊打底、較小的焊接線能量,來控制熱影響區處於敏化溫度區間的范圍。
二)奧氏體不銹鋼焊接方法:
不銹鋼最常用的焊接方法有:手工焊、金屬極氣體保護焊、和鎢極惰性氣體保護焊。
1、 手工焊
手工焊是一種非常普遍的、易於使用的焊接方法.電弧的長度靠人的手進行調節,它決定於電焊條和工件之間縫隙的大小.同時,當作為電弧載體時,電焊條也是焊縫填充材料。
這種焊接方法很簡單,可以用來焊接幾乎所有材料.對於室外使用,它有很好的適應性,即使在水下使用也沒問題.大多數電焊機可以TIG焊接.在電極焊中,電弧長度決定於人的手:當你改變電極與工件的縫隙時,你也改變了電弧的長度.在大多數情況下,焊接採用直流電,電極既作為電弧載體,同時也作為焊縫填充材料.電極由合金或非合金金屬芯絲和焊條葯皮組成.這層葯皮保護焊縫不受空氣的侵害,同時穩定電弧.它還引起渣層的形成,保護焊縫使它成型.電焊條即可是鈦型焊條,也可是緘性的,這決定於葯皮的厚度和成分.鈦型焊條易於焊接,焊縫扁平美觀.此外,焊渣易於去除.如果焊條貯存時間長,必須重新烘烤.因為來自空氣的潮氣會很快在焊條中積聚。
2、 金屬極氣體保護焊
這是一種自動氣體保護電弧焊接方法.在這種方法中,電弧在保護氣體屏蔽下在電流載體金屬絲和工件之間燒接.機器送入的金屬絲作為焊條,在自身電弧下融化.由於MIG/MAG焊接法的通用性和特殊性的優點,至今她仍然是世界上最為廣泛的焊接方法.它使用於鋼、非合金鋼、低合金鋼和高合金為基的材料.這使得它成為理想的生產和修復的焊接方法.當焊接鋼時,MAG可以滿足只有0.6mm厚的薄規格鋼板的要求.這里使用的保護氣體是活性氣體,如二氧化碳或混合氣體.唯一的限制是當進行室外焊接時,必須保護工件不受潮,以保持氣體的效果。
3、 鎢極惰性氣體保護焊
電弧在難熔的鎢電焊絲和工件之間產生.這里使用的保護氣體是純氬氣,送入的焊絲不帶電.焊絲既可以手送,也可以機械送.也有一些特定用途不需要送入焊絲.被焊接的材料決定了是採用直流電還是交流電.採用直流電時,鎢電焊絲設定為負極.因為它有很深的焊透能力,對於不同種類的鋼是很合適的,但對焊縫熔池沒有任何「清潔作用」。
三)奧氏體不銹鋼的焊接技巧
根據上述不銹鋼的焊接特點,為保證接頭的質量,應當採用以下焊接工藝:
1.焊前准備。必須清除可能使焊縫金屬增碳的各種污染。焊接坡口和焊接區焊前應用丙酮或酒精除油和去水。不得用碳鋼鋼絲刷清理坡口和焊縫表面。清渣和除銹應用砂輪、不銹鋼鋼絲刷等。
2.焊條必須存放在干凈的庫房內。使用時應將焊條放在焊條筒內,不要用手直接接觸焊條葯皮。
3.焊接薄板和拘束度較小的不銹鋼焊件,可選用氧化鈦型葯皮焊條。因為這種焊條的電弧穩定,焊縫成型美觀。
4.對於立焊和仰焊位置,應採用氧化鈣型葯皮焊條。其熔渣凝固較快,對熔化的焊縫金屬可起到一定的支托作用。
5.氣體保護焊和埋弧自動焊時,應選用鉻錳含量比母材高的焊絲,以補償焊接過程中合金元素的燒損。
6.在焊接過程中,必須將焊件保持較低的層問溫度,最好不超過150℃。不銹鋼厚板焊接時,為加快冷卻,可從焊縫背面噴水或用壓縮空氣吹焊縫表面,但層問必須注意清理,防止壓縮空氣污染焊接區。
7.手工電弧焊時,應在焊條說明書規定的電流范圍內選擇焊接電流。由於不銹鋼電阻值較大,靠近夾持端的一段焊條容易受電阻熱的作用而發紅,在焊至後半段焊條時應加快熔化速度,使焊縫熔深減少,但熔化速度太快又會造成未熔合和熔渣等缺陷。從保證接頭的耐腐蝕性考慮,也要求選用較小的焊接電流,減少焊接熱輸入量,防止焊接熱影響區的過熱。
8.在操作技術上應採用窄焊道技術,焊接時盡量不擺動焊條,在保持良好熔合的前提下,盡可能提高焊接速度。
9.不銹鋼焊件焊後一般不作消除應力處理。雖然在不銹鋼的焊接中也存在較高的殘余應力,但由於接頭各區在焊後具有良好的塑性和韌性,使殘余應力的有害影響顯著減小。更重要的是消除應力處理的溫度范圍正好處於不銹鋼的敏化溫度區,消除應力處理反而導致耐蝕性的降低。因此不銹鋼焊件的焊後熱處理的目的不應是消除接頭的殘余應力,而應是提高接頭的耐蝕性。主要有固溶處理和穩定化處理。
㈡ 奧氏體不銹鋼焊接工藝要點
1)焊接方法:TIG焊、MIG焊、焊條電弧焊等
2)不需予熱
3)控制層間溫度,Max200℃回,最好答<100℃
4)快速冷卻,盡量減少在450℃~850℃的停留時間
5)工藝上,採用低線能量(小電流、快速焊)
6)操作上,採用窄焊道、多道焊、不擺動技術,注意填滿弧坑。
7)正確選用焊接材料,選用低含碳量和含穩定化元素的焊材,含適量鐵素體促進元素(Cr、Mo、Si等)的焊材,限制焊縫中雜質含量。
8)背面氣體保護
9)清理時,採用奧氏體不銹鋼鋼絲刷
10)加工場地,材料、工具要清理,與其他材料分開存放。
11)焊後顏色處理及酸洗
㈢ 可以從哪些方面來分析奧氏體不銹鋼焊接性
化學發光分析測定的物質可以分為三類:第一類物質是化學發光反應中的反應內物;第二類物質是化學發容光反應中的催化劑、增敏劑或抑制劑;第三類物質是偶合反應中的反應物、催化劑、增敏劑等。這三類物質還可以通過標記方式用來測定其他物質,進一步擴大化學發光分析的應用范圍。
㈣ 18-8奧氏體不銹鋼焊接性分析
鉻鎳奧氏體不銹鋼焊接質量問題及對策
摘要:分析了鉻鎳奧氏體不銹鋼焊接存在的質量問題,從奧氏體不銹鋼接頭的耐蝕性、熱裂敏感性、接頭脆化傾向及奧氏體不銹鋼焊縫中的氣孔傾向四方面,探討了鉻鎳奧氏體銹鋼焊接質量問題產生的原因及影響因素,提出了奧氏體不銹鋼焊接質量問題的改進途徑。結果表明,提高接頭的耐蝕性和抗熱裂性能的主要冶金措施是,選用焊縫為超低C、含有少量δ相(3%~5%)、含有穩定化元素Nb的焊接質量的主要工藝措施是,採用焊接能量集中的焊接方法,工藝參數選擇應遵循盡可能加快接頭冷卻的原則,工藝措施應有利降低焊接殘余拉應力,必要時可以採用穩定化退火或固溶處理。防止奧氏體不銹鋼焊縫中氣孔的根本措施是,限制氣體來源和改善熔池中氣體逸出條件。
鉻鎳奧氏體不銹鋼及其焊接結構以其優良的耐蝕性、力學性能等綜合性能,優先在化工、石油和動力、核能等工業部門獲得應用,並迅速向汽車、電子、儀表、冶金、交通、食品、輕紡、醫葯、裝飾及供水等部門推展,其鋼材的年消耗量在不銹鋼中所佔比例不僅最大,而且逐年遞增。近年來,國內鉻鎳奧氏體不銹鋼市場更出現了需求量快速增長的勢頭。從理論上講,與鐵素體不銹鋼和馬氏體不銹鋼相比,鉻鎳奧氏體不銹鋼的焊接性被認為是較好的,但這並不意味著在所有的情況下該鋼的焊接質量都能達到較高的使用要求。在役的奧氏體不銹鋼焊接結構中,焊接接頭出現裂紋和腐蝕破壞等問題案例時有發生,不僅影響了結構的正常使用和安全性,還給企業造成經濟損失。鉻鎳奧氏體不銹鋼的焊接質量問題歸根結底是與其焊接性相關。
關於鉻鎳奧氏體不銹鋼的焊接性研究,已有不少文獻報道,但是在蓬勃發展的不銹鋼結構製造業中,各企業的製造水平良莠不齊,生產過程中焊接裝備的先進性、工藝的合理性和質量管理的科學性,不僅存在一定的差異,而且缺乏坦誠交流。而對大好形勢,那些在奧氏體不銹鋼焊接結構中出現焊接質量問題的企業難道會束手無策嗎?鉻鎳奧氏體不銹鋼焊接質量保證的關鍵技術究競在那裡?為此,本文將鉻鎳奧氏體不銹鋼的電弧焊接質量問題與其產生機理相聯系,探討影響因素,開展鉻鎳奧氏體不銹鋼焊接質量改進途徑研究。該項研究對推動相關企業的技術進步,提升產品競爭力,具有重要意義和參考價值。
一、鉻鎳奧氏體不銹鋼的焊接質量問題
雖然說奧氏體不銹鋼與鐵素體和馬氏體不銹鋼相比,較容易焊接,但在一些情況下,仍然會出現下列焊接質量問題。
1.鉻鎳奧氏體不銹鋼接頭的耐蝕性
鉻鎳奧氏體不銹鋼接頭的耐蝕性包括兩種腐蝕現象:晶間腐蝕和應力腐蝕開裂。晶間腐蝕是金屬材料(含接頭)在特定的腐蝕介質中沿晶粒邊界發生的腐蝕現象。遭受晶間腐蝕的不銹鋼或接頭,有時表面上沒有痕跡,但在受到應力時,由於晶粒已失去聯系,幾乎完全喪失強度,會發生沿晶界斷裂事故。接頭可有三個部位出現晶間腐蝕現象(見圖1),其中a為焊縫上的晶間腐蝕,b為母材敏化區晶間腐蝕,發生在熱循環峰值溫度600~1000℃的熱影響區,c為刀狀腐蝕,發生存焊縫熔合線外側很窄的范圍內,形狀窄而深,類似刀切形狀。應力腐蝕開裂是金屬材料(含接頭)在應力與腐蝕介質同時作用情況下發生的低應力脆性開裂現象。
統計資料表明,在奧氏體不銹鋼結構中,應力腐蝕引起的事故占整個腐蝕破壞事故的50%以上。應力腐蝕裂紋一股都很細小,不易檢查發現,往律造成沒有預兆的低應力突發性事故,危害很大。
2.鉻鎳奧氏體不銹鋼接頭的熱裂敏感性
鉻鎳奧氏體不銹鋼接頭的焊縫及近縫區均可能出現熱裂紋,但最常見的是焊縫凝固裂紋,有時亦可發現近縫區液化裂紋。純奧氏體焊縫對凝固裂紋的敏感性較高,Crl8Ni8Nb型不銹鋼具有液化裂紋敏感性,而Cr25Ni20型不銹鋼既對凝固裂紋敏感,也對失塑裂紋敏感。
3.鉻鎳奧氏體不銹鋼接頭的脆化傾向
考慮到奧氏體不銹鋼接頭的工作條件,通常是在常溫或不太高的溫度下(例如350℃以下)使用,對於接頭的要求主要是耐蝕性必須過硬,而對接頭的力學性能沒有特別要求。況且鉻鎳奧氏體不銹鋼接頭的常溫力學性能,通常是可以滿足使用要求的。然而,在低溫和高溫條件下,該接頭均會出現脆化傾向。有資料證明,即使是單相γ組織的焊縫,其低溫韌性(-196℃)仍然不如固溶處理的1Cr18Ni9Ti母材,焊縫金屬的韌性下降了31%。有更多資料證明,奧氏體焊縫經高溫服役後,它的韌性指標急劇下降。可見,該接頭的力學性能是有局限性的,並非萬能或全功能型,它的低溫或高溫脆化傾向與焊縫顯微組織特性相關。如果要將此接頭用於低溫或高溫環境工作,必須搞清脆化機理,改善顯微組織,提出合理上藝措施。
4.鉻鎳奧氏體不銹鋼焊縫中的氣孔傾向
在鉻鎳奧氏體不銹鋼熔化焊時,焊縫中的氣孔敏感性較大。雖然經過半個多世紀的研究,在氣孔的控制和防止方面已經取得長足的進步,特別是近年來隨著新材料、新工藝、新技術的出現,奧氏體不銹鋼焊縫的抗氣孔性能明顯提高,但在實際應用中,焊縫中的氣孔傾向仍時有發生。這表明鉻鎳奧氏休不銹鋼焊縫中氣孔生成機理的復雜性和未知性,同時也表明繼續深入研究氣孔生成機理的必要性和重要性。
二、鉻鎳奧氏體不銹鋼的焊接質量問題產生原因及影響因素
1.鉻鎳奧氏體不銹鋼接頭的耐蝕性
品間腐蝕形成機理及影響因素如下:
(1)品間腐蝕形成機理關於奧氏體不銹鋼接頭的晶間腐蝕形成機理說法不一,目前比較通用的解釋稱之為「貧鉻理論」以wC=0.08%的18-8型不銹鋼接頭為例,該理論的要點是:該鋼接頭是奧氏體組織,室溫下C元素在奧氏體中的溶解度很小,約為0.02%~0.03%,而一般奧氏體鋼中wC,均超過0.02%~0.03%,如本鋼中wC=0.08%,接近0.1%,它是靠淬火狀態下使C固溶在奧氏體中,以保證該鋼具有較高的化學穩定性,這樣奧氏體組織必然為C所過飽和而呈不穩定狀態。當接頭被加熱,溫度一般在450~850℃之間,超過溶解度的C將向晶界擴散,並和Cr結合形成Cr的C化物Cr23C6或(Cr、Fe)23C6沉澱於晶界。這時由於晶粒內部Cr的擴散速度較慢,在形成Cr的C化物時可能發生「供不應求」現象,致使靠近晶界的晶粒表面一個薄層嚴重缺Cr,以至於Cr含量低於不銹鋼必須的臨界值12%,於是導致晶粒邊緣貧鉻而喪失了耐腐蝕性能。
(2)晶間腐蝕的影響因素①焊縫化學成分的影響。焊縫中加入適量鐵素體形成元素,如Ti、Nb、Mo、V、Si等,促使焊縫形成γ+δ雙相組織,分裂或割斷奧氏體晶粒,使其難以形成連續網狀Cr的C化物,改善焊縫抗品間腐蝕能力。焊縫中加入強烈形成C化物的元素,如Ti、Nb、Ta、Zr等,優先與C結合,減少形成Cr的C化物的可能性,也可避免品間腐蝕。減少焊縫中的含C量,減少或避免C化物的析出,能降低品間腐蝕傾向。②加熱溫度和時間的影響。450~850℃為危險溫度區,在這一區間最易發生Cr的C化物析出,在此區間停留時間越長,發生晶問腐蝕越嚴重。低於450℃和高於850℃,不發生晶間腐蝕。③焊接條件的影響。有人做過試驗,對鉻鎳奧氏體不銹鋼試件,焊前進行冷處理(-70℃),其焊接接頭就可避免晶間腐蝕(對此結果尚存爭議)。④焊後熱處理規范的影響。進行敏化處理(650℃×2h,空冷),接頭抗晶問腐蝕性能最差;試件焊後不進行熱處理,接頭抗晶問腐蝕性能較差;試件進行穩定化處理(880℃×2h,空冷),或固溶處理(1050℃×0.5h,水冷),接頭抗晶問腐蝕性能最好。
應力腐蝕開裂形成機理及影響因素如下:
(1)應力腐蝕開裂形成機理有多種理論對奧氏體不銹鋼接頭的應力腐蝕現象進行解釋,目前比較通用的有三種:①活化通路型機理。②保護膜破壞型機理。③氫致脆化型機理。
(2)應力腐蝕開裂的影響因素①應力的影響。對於奧氏體不銹鋼接頭,由於它的導熱性差,線脹系數大,會產生較大的焊接殘余應力。但是,通常壓應力不會引起應力腐蝕裂紋,只有在拉應力作用下才會導致應力腐蝕裂紋的產生。同時,一般情況下,產生應力腐蝕的拉應力都很低,若沒有腐蝕介質的聯合作用,焊件可在該應力下長期工作而不產生斷裂。可見拉應力的存在只是應力腐蝕產生的必要條件。②腐蝕介質的影響。首先,產生應力腐蝕的介質是具有選擇性的,不在焊件材料特定選擇的介質下工作的接頭不會產生應力腐蝕。也就是說,每種材料只對某些特定介質敏感,而這種介質對其他材料可能沒有明顯作用。其次,注意到產生應力腐蝕的介質一般都較弱,若無拉應力同時作用,焊件在該介質中腐蝕速度很慢。可見腐蝕介質的存在應當是應力腐蝕產生的充分條件。③接頭材料種類及化學成分的影響。純金屬不產生應力腐蝕,只有合金材料中才產生應力腐蝕;品界上合金元素偏析會導致應力腐蝕開裂。鋼中Ni和C含量增加,將使抗應力腐蝕能力提高;而鋼中Ni、Ti、M0、N等元素含量提高,則增大應力腐蝕傾向;微量元素P、As、Sb、Bi則促使應力腐蝕形成。
綜上所述,應力腐蝕開裂產生的條件有三個:拉仲應力、腐蝕介質和材料成分。前者是應力腐蝕開裂產生的必要條件,後者則是充分條件,二者缺一不可。
2.鉻鎳奧氏體不銹鋼接頭的熱裂敏感性
(1)熱裂紋形成機理單相奧氏體焊縫在凝固過程中,低熔點相在一次結晶品粒邊界形成低熔點液態薄膜,冷卻收縮時,在焊縫中形成微裂紋。這些微裂紋在繼續冷卻過程中會擴展至焊縫表面,形成宏觀裂紋,這種裂紋是在高溫狀態下形成的。有理由認為,由於奧氏體不銹鋼的導熱系數小,線膨脹系數大,焊縫金屬凝固期問存在較大的拉應力,是產生凝固裂紋的必要條件;而容易形成方向性強的柱狀晶焊縫組織,有利於有害雜質的偏析及晶問液態薄膜的形成,是凝固裂紋產生的充分條件。
(2)熱裂紋影響因素冶金因素:①焊縫化學成分的影響。在單相γ組織焊縫中含有多量Ni,有害雜質S、P的作用將顯著增強,特別是P的影響更嚴重。Si的有害影響超過Ni的作用;Si的影響效果還與組織狀態有關,單相γ組織時,Si增多則熱裂傾向增大;而當組織中出現δ相時,熱裂傾向反而隨Si增多而降低。促使熱裂傾向的元素為(由強變弱):P>S>Si>Ni;能抑制熱裂的元素(由強變弱):C>Mn>Cr。Mn還有改變焊縫結晶凝固模式作用,促使凝固過程出現δ相,而室溫仍為單相γ組織,顯著降低熱裂紋傾向。②焊縫凝固模式的影響。初生相為δ鐵素體,並形成δ+雙相組織的結晶模式(簡稱先δ鐵素體模式),其抗凝固裂紋能力最強;初生相為γ相,並形成單相γ組織結晶模式(簡稱全奧氏體模式),其抗凝固裂紋能力最低;而初生相為γ相,並形成γ+δ雙相組織結晶模式(簡稱先奧氏體模式),其抗凝固裂紋能力優於全奧氏體模式。
工藝因素:①熔合比的影響。減小熔合比有利減小母材有害雜質對焊縫的影響,有利焊縫區化學成分的均勻化,保證防止熱裂紋所必須的凝固模式順利實施。②成形系數的影響。成形系數主要通過改變焊縫枝晶成長方向及其會合面的偏析情況影響熱裂紋傾向。當成形系數較小時,最後凝固的枝晶會合面呈對向生長狀態,是雜質析集嚴重的部位,因而最易在此會合面形成熱裂紋。成形系數的控制與焊接參數相關,合理的成形系數對控制熱裂紋有一定作用。③冷卻速度的影響。冷卻速度偏大時,增大焊縫的變形速度,小利於熱裂紋的防止。冷卻速度過小,熔池高溫停留時間長,熱裂紋傾向大。合理的冷卻速度也是控制熱裂紋所必須的。④拘束度的影響。降低接頭的拘束度,能減小焊縫應變數及應變增長率,有利防止熱裂紋產生。
3.鉻鎳奧氏體不銹鋼接頭的脆化機理
(1)接頭的脆化機理關於奧氏體不銹鋼焊縫低溫脆化傾向,一方面由於焊接時產生的焊接殘余應力較大,奧氏體焊縫屈強比很低,冷作硬化傾向極大,在收縮應力作用下奧氏體焊縫產生所謂「自生硬化」現象,使其強度提高而塑性下降;另一方面,帶有粗大γ柱狀晶的焊縫顯微組織是不均勻的,有時為防止熱裂紋,採用含有少量δ相的γ+δ雙相組織焊縫,導致焊縫低溫韌性下降。至於奧氏體焊縫高溫脆化傾向則與焊縫中產生。相有關。在一定的合金系統,一定的溫度范圍(如600~850℃)條件下,單相奧氏體焊縫也會發生γ→σ。轉變,而且。相主要沿晶界沉澱析出,導致接頭嚴重脆化。
(2)接頭脆化的影響因素①焊縫成分的影響。對於低溫工作的奧氏體接頭,焊縫中奧氏體和鐵素體形成元素含量及其比值,對獲得單相γ組織焊縫,控制或減少δ相,改善接頭低溫韌性有重要作用。一些資料顯示,某些稀土元素加入奧氏體焊縫,對改善接頭的低溫韌性有效果。對於高溫工作的奧氏體接頭,γ→σ轉變是最重要的影響因素,凡是抑制該項轉變的元素(含稀土)含量及其相關比值,均可抑制接頭的高溫脆化。②焊接工藝的影響。採用不預熱,限制熱輸入量,盡可能快速冷卻的工藝,有利控制接頭脆化。
4.鉻鎳奧氏體不銹鋼焊縫中的氣孔傾向
(1)焊縫中氣孔形成機理關於氣孔形成機理出現了多種理論,「氣泡浮出速度理論」是該項研究的經典理論。該理論認為,焊縫中氣孔的形成是冶金過程,它由氣泡的生核、長大和上浮三個階段組成。當液態金屬中有過飽和的氣體,熔池中存在大量現成表面時,氣泡的生核就比較容易。當氣泡內部的內部的壓力大於阻礙氣泡長人的外界壓力時,氣泡就要長人,並趨向外逸;當氣泡的浮出速度」,小於或等於焊縫的凝固速度R時,可能殘留在焊縫中形成氣孔。
(2)焊縫中氣孔的影響因素①焊縫凝吲迷度R的影響。R越大,越小利於氣泡的浮山,越易於引起氣扎。當材料一定時,R主要受工藝條件控制。採用冷卻速度較快的工藝(小熱輸入量、快焊接述度),焊縫具有較大的凝固速度,氣孔敏感性增火。②液態金屬粘度η影響。η越大,氣泡浮出困難,易於造成氣扎。③液態金屬密度ρ1的影響。ρ1越小,則氣泡浮出速度ve越小,容易產生氣孔。④氣泡半徑γ的影響。γ越火,越有利於氣泡浮出。也就是說,當原始氣體數量較多,使氣泡半徑增大到足以完全浮出時,反而可能不產生氣扎。
總括以上,凡是與上述參數相關的焊接材料、方法以及工藝均可能影響氣孔敏感性。
三、鉻鎳奧氏體不銹鋼焊接質量的改進途徑
1.接頭耐蝕性的控制及防止措施
(1)晶間腐蝕的控制①冶金措施。從控制焊縫成分入手,如選用超低碳奧氏體不銹釧焊接材料;添加Nb、Ti等穩定化元素,以形成飽定碳化物NbC、TiC;形成γ+δ雙相組織(3%~5%δ)等。②工藝措施。採用小熱輸入量、快速冷卻工藝等。必要時還可以採用焊後熱處理丁藝,如固溶處理或穩定化處理。
(2)應力腐蝕的防止①往結構發計方面,要合理選擇耐蝕材料,同時要最大限度減少庖力集中和減少高應力區。②在施工製造方面,首先要合理選用焊接材料,如選用具有γ+δ雙相組織的焊材等。其次要合理制定裝焊工藝,盡量避免應力集中或焊接缺陷。最後要進行消除應力處理,可以採用殘余變形和錘擊法鬆弛殘余應力,或者通過低溫(低於300~350℃)退火處理,也可以實施大於850℃熱處理消除踐余應力。必須通過試驗確定最佳規范參數。③在生產管理方面,要實施介質中雜質的控制,開展防蝕處理及監控分析等工作。
2.接頭熱裂紋的防止措施
(1)冶金措施首先選用具有γ+δ雙相組織的焊接材料,必須控制鉻鎳當量比Creq/Nieq以保證獲得「先δ鐵素體」凝固模式。其次要限制焊縫中的有害雜質,如S、P等的含量。
(2)工藝措施①限制過熱。可以採用小的焊接電流和小的焊接速度,降低焊接熱輸入量。②控製成形系數。成形系數的控制與焊接參數相關,合理的成形系數(在不提高焊接速度前提下,採用減小焊接電流工藝所獲的)對控制熱裂紋有一定作用。③減小熔合比。在減小母材對焊縫稀釋率時,同樣要求降低焊接電流。④降低拘束度。⑤控制裝配間隙、改進裝配質量等。
3.接頭低溫和高溫韌性的控制措施
(1)焊縫成分的調整調整焊縫中γ相和δ相形成元素含量及其比值,扶得單相γ組織焊縫(盡量不出現δ相),添加適量稀土元素,以改善接頭低溫韌性。對於高溫丁作的奧氏體接頭,防止γ→σ轉變是前提,添加抑制該項轉變的元素(含稀土元素)並控制含量,以抑制接頭的高溫脆化。
(2)焊接工藝措施採用不預熱,限制熱輸入量,盡可能快速冷卻的工藝,有利控制接頭晚化。
4.焊縫中氣孔的防止措施
(1)消除氣體來源首先焊前對工件及焊絲表面的鐵銹、油污以及氧化膜進行清理,以防有害氣體進入電弧區。同時對焊接材料必須防潮,使用前按照說明書要求進行烘乾並保溫,隨用隨取;其次還要加強焊接過程中的防護措施,如氣保護焊接時必須防風,保護氣流量及純度也需控制等。
(2)正確選用焊接材料著重考慮焊接時帶進熔池的水氣數量以及熔池中氣體逸出難易程度。
(3)控制焊接工藝條件選擇焊接方法和焊接工藝參數時,總體原則是使電弧中帶進的氣體總量較少,而熔池中氣體的逸出條件較好;同時要兼顧奧氏體不銹鋼接頭其他性能要求,如耐蝕性、抗裂性等。
四、結語
歸納全文,可以從以下幾方而改進鉻鎳奧氏體不銹鋼焊接質趨:
(1)提高接頭的耐蝕性和抗熱裂性能的主要冶金措施是:選用焊縫為超低C、含有少量δ相(3%~5%)、含有穩定化元素Nb的焊接材料。
(2)保證奧氏體不銹鋼焊接質量的主要工藝措施是,採用焊接能量集中的焊接方法;工藝參數選擇應遵循盡可能加快接頭冷卻的原則,工藝措施應有利降低焊接殘余拉應力。如採用小電流、短弧焊、不預熱、強迫冷卻、不橫擺及小熔合比等;同時還要注意焊接順序,與腐蝕介質接觸的焊縫必須最後焊接;避免重復加熱,不宜採用多層焊等。
(3)為提高接頭的抗品間腐蝕能力,必要時可以採用穩定化退火或固溶處理。
(4)防止奧氏體不銹鋼焊縫中氣孔的根本措施是,限制氣體來源和改善熔池中氣體逸出條件。
㈤ 奧氏體不銹鋼的焊接性與焊接技術論文
焊接性很好,不需要特殊的工藝處理。因此這方面論文應該不多。主要是考慮耐蝕性能不下降
㈥ 奧氏體不銹鋼如何焊接
不銹鋼最常用的焊接方法有:手工焊、金屬極氣體保護焊、和鎢極惰性氣體保護焊。
1、
手工焊
手工焊是一種非常普遍的、易於使用的焊接方法.電弧的長度靠人的手進行調節,它決定於電焊條和工件之間縫隙的大小.同時,當作為電弧載體時,電焊條也是焊縫填充材料。
這種焊接方法很簡單,可以用來焊接幾乎所有材料.對於室外使用,它有很好的適應性,即使在水下使用也沒問題.大多數電焊機可以TIG焊接.在電極焊中,電弧長度決定於人的手:當你改變電極與工件的縫隙時,你也改變了電弧的長度.在大多數情況下,焊接採用直流電,電極既作為電弧載體,同時也作為焊縫填充材料.電極由合金或非合金金屬芯絲和焊條葯皮組成.這層葯皮保護焊縫不受空氣的侵害,同時穩定電弧.它還引起渣層的形成,保護焊縫使它成型.電焊條即可是鈦型焊條,也可是緘性的,這決定於葯皮的厚度和成分.鈦型焊條易於焊接,焊縫扁平美觀.此外,焊渣易於去除.如果焊條貯存時間長,必須重新烘烤.因為來自空氣的潮氣會很快在焊條中積聚。
2、
金屬極氣體保護焊
這是一種自動氣體保護電弧焊接方法.在這種方法中,電弧在保護氣體屏蔽下在電流載體金屬絲和工件之間燒接.機器送入的金屬絲作為焊條,在自身電弧下融化.由於MIG/MAG焊接法的通用性和特殊性的優點,至今她仍然是世界上最為廣泛的焊接方法.它使用於鋼、非合金鋼、低合金鋼和高合金為基的材料.這使得它成為理想的生產和修復的焊接方法.當焊接鋼時,MAG可以滿足只有0.6mm厚的薄規格鋼板的要求.這里使用的保護氣體是活性氣體,如二氧化碳或混合氣體.唯一的限制是當進行室外焊接時,必須保護工件不受潮,以保持氣體的效果。
3、
鎢極惰性氣體保護焊
電弧在難熔的鎢電焊絲和工件之間產生.這里使用的保護氣體是純氬氣,送入的焊絲不帶電.焊絲既可以手送,也可以機械送.也有一些特定用途不需要送入焊絲.被焊接的材料決定了是採用直流電還是交流電.採用直流電時,鎢電焊絲設定為負極.因為它有很深的焊透能力,對於不同種類的鋼是很合適的,但對焊縫熔池沒有任何「清潔作用」。
主要優點是可以焊接大材料范圍廣.包括厚度在0.6mm及其以上的工件,材質包括合金鋼、鋁、鎂、銅及其合金、灰口鑄鐵、普通干、各種青銅、鎳、銀、鈦和鉛.主要的應用領域是焊接薄的和中等厚度的工件,在較厚的截面上作為焊根焊道使用。
㈦ 我是一個高級焊工要考技師了要寫論文是關於奧氏體不銹鋼焊接的,哪位師傅可以幫下忙,
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這個裡面的論文你可以參考哈,既然是論文就要有自己的觀點,這個還是你自己寫比較版好。你考技師權,論文的側重點要偏向於實際操作和生產,這樣你的論文亮點將會很多。好了,加油!