鐵素體不銹鋼(gang)管在室溫下,一般都是具有純鐵素體組織,強度不算很高,塑性、韌性良好;若將其加熱到高溫,也有可能會出現少量的奧氏體組織(對含鉻量較低的鋼)或者根本不出現奧氏體組織。所以,在焊接過程的熱循環作用下,有可能出現少量或者根本不出現馬氏體組織。因此,這類鋼經焊接后不會出現強度顯著下降或淬火硬化的問題,即使出現了少許馬氏體組織也可以通過焊后熱處理來解決。可以說,這類鋼焊接接頭的室溫強度不是焊接的主要矛盾;再者,由于其焊接熱膨脹問題遠比奧氏體型鋼輕微,因而其焊接熱裂紋和冷裂紋的問題也不很突出。
通常說,鐵素體不銹(xiu)鋼管(guan)不如(ru)奧氏體不銹(xiu)鋼管(guan)好焊(han),主要(yao)是指在焊(han)接(jie)過(guo)程中,可(ke)能導致焊(han)接(jie)接(jie)頭的塑性、韌性降低(di),即發(fa)生脆化(hua)(hua)的問(wen)(wen)題。同其他(ta)品種(zhong)不銹(xiu)鋼的焊(han)接(jie)一樣,如(ru)何保證(zheng)鐵素體型不銹(xiu)鋼管(guan)焊(han)接(jie)接(jie)頭具(ju)有相同于(yu)母材的耐腐(fu)蝕性,這是焊(han)接(jie)的另一個關鍵問(wen)(wen)題;再者,對于(yu)鐵素體型不銹(xiu)耐熱鋼而言,焊(han)接(jie)接(jie)頭在高(gao)溫下長期服役可(ke)能出現的脆化(hua)(hua)問(wen)(wen)題也(ye)是必須重視的。
1. 鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼管焊接方(fang)法
雖然說各種電弧焊方法都可用于鐵素體不銹鋼管的焊接,但焊接能量集中、焊接速度較快的焊接方法,應是鐵素體不銹鋼焊接方法的首選。采用合適的焊接方法來實現焊接線能量控制,達到抑制焊接區的鐵素體晶粒過分長大的目的。
如此看來,焊(han)接方法應選(xuan)擇高能量的等離子弧焊(han)和真空(kong)電(dian)子束(shu)焊(han)等最(zui)為(wei)合(he)適(shi)。同(tong)時(shi)要(yao)求焊(han)接材(cai)料不(bu)得(de)污染(ran);焊(han)接熔池(chi)、焊(han)縫(feng)背面(mian)都要(yao)進行(xing)有效保護,防(fang)止空(kong)氣(qi)(qi)的侵人。除采用(yong)小的熱輸入進行(xing)焊(han)接外(wai),焊(han)縫(feng)背面(mian)可用(yong)惰性氣(qi)(qi)體保護,并最(zui)好采用(yong)水冷(leng)(leng)銅墊板(ban),以減少過(guo)熱,提高冷(leng)(leng)卻速(su)度。多(duo)層焊(han)時(shi),層間溫度要(yao)控制(zhi)在100℃左右。
2. 鐵(tie)素體(ti)不銹鋼管(guan)焊接(jie)材(cai)料
鐵素體不銹鋼管焊接材料的選擇,對鐵素體不銹鋼的焊接無疑是非常重要的。其焊接材料既要保證焊接接頭的塑性、韌性,即不發生脆化的問題,又要保證鐵素體型不銹鋼焊接接頭具有相同于母材的耐腐蝕性。
在焊接鐵素體不銹鋼管時,通常可以采用兩種焊接材料。
①. 與母材相同類型(xing)的焊接材料
如 06Cr12、06Cr13、06Cr13Al等用(yong)(yong) 06Cr13Nb焊(han)絲,06Cr17、06Cr17Ti使用(yong)(yong)10Cr17(Ti)焊(han)絲。在要(yao)求焊(han)縫金屬與母材有(you)相同(tong)的導(dao)電、導(dao)磁及力學(xue)性(xing)能(neng)和(he)表(biao)面色(se)澤時,應使用(yong)(yong)同(tong)材質的焊(han)接材料。
②. 采用奧氏體焊接材料或鎳基合(he)金
采用(yong)奧氏(shi)體焊(han)(han)接(jie)(jie)材料或鎳(nie)基(ji)合金(jin),實質上(shang)是異種鋼焊(han)(han)接(jie)(jie),可以提高焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)韌性,免除焊(han)(han)前預熱和焊(han)(han)后熱處理。由(you)于(yu)鐵(tie)素(su)體焊(han)(han)接(jie)(jie)材料的(de)(de)熔(rong)敷金(jin)屬韌性太低,加上(shang)添加的(de)(de)Al與Ti等鐵(tie)素(su)體形成元素(su),難(nan)以有(you)效地過渡到熔(rong)池(chi)中去,因此鐵(tie)素(su)體焊(han)(han)接(jie)(jie)材料的(de)(de)應用(yong)受到一(yi)定的(de)(de)限(xian)制(zhi)。
盡管在一些例子中采用同種金屬作焊絲是成功的,但是,最好還是采用低碳的奧氏體不銹鋼作為鐵素體不銹鋼管焊縫的充填金屬。
鐵素體不(bu)銹鋼焊接材料的選(xuan)擇,見(jian)表6-7。