奧氏體不銹鋼與低碳或低合金鋼焊接是最常見的異種鋼焊接。這種異種鋼接頭使用環境也特別復雜,有的是在低溫環境下使用,有的在高溫下使用;有的要求耐腐蝕,有時則要求耐疲勞,這些都要求在選擇焊接材料和焊接工藝時必須認真考慮。
1. 焊接方法
低碳或低合金鋼與奧氏體不銹鋼的焊接應注意選擇熔合比小、稀釋率低的焊接方法,如手工焊條電弧焊及熔化極氣體保護焊。鎢極氬弧焊的稀釋率因受有無填充金屬及焊接工藝條件的影響較大,采用時一定要注意。
2. 焊接材料(liao)
低(di)(di)碳(tan)或(huo)(huo)低(di)(di)合金(jin)鋼(gang)(gang)與(yu)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)焊(han)(han)接時(shi),應選用(yong)(yong)(yong)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)或(huo)(huo)含有(you)適量鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)E309 309Mo和(he)高(gao)Mo的(de)(de)(de)(de)E16-25-6N等焊(han)(han)材(cai)(cai)。若(ruo)選用(yong)(yong)(yong)低(di)(di)碳(tan)或(huo)(huo)低(di)(di)合金(jin)型焊(han)(han)接材(cai)(cai)料,則(ze)由于(yu)低(di)(di)碳(tan)、低(di)(di)合金(jin)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)稀釋(shi)作(zuo)用(yong)(yong)(yong),使(shi)整個焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)形成馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)而脆(cui)化,并引(yin)起裂(lie)紋。若(ruo)選用(yong)(yong)(yong)較(jiao)(jiao)低(di)(di)鉻、鎳的(de)(de)(de)(de)308型焊(han)(han)接材(cai)(cai)料,同樣(yang)由于(yu)母材(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)稀釋(shi)作(zuo)用(yong)(yong)(yong),焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)也(ye)將產生大量的(de)(de)(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)織(zhi),抗(kang)裂(lie)性(xing)能(neng)較(jiao)(jiao)差。通常在(zai)焊(han)(han)接低(di)(di)碳(tan)低(di)(di)合金(jin)鋼(gang)(gang)與(yu)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)異種鋼(gang)(gang)接頭(tou)并且(qie)使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)溫度,介質環(huan)境(jing)(jing)不苛(ke)刻時(shi)選用(yong)(yong)(yong)309型焊(han)(han)接材(cai)(cai)料,焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)為奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)+少(shao)量鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)織(zhi),抗(kang)裂(lie)性(xing)能(neng)好(hao)(hao),應用(yong)(yong)(yong)最為廣泛。而在(zai)使(shi)用(yong)(yong)(yong)條(tiao)件比(bi)(bi)較(jiao)(jiao)嚴酷(ku)時(shi)則(ze)可使(shi)用(yong)(yong)(yong)高(gao)Mo焊(han)(han)條(tiao),這種焊(han)(han)條(tiao)也(ye)具(ju)(ju)有(you)良好(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)熱(re)裂(lie)紋性(xing)能(neng),同時(shi)又具(ju)(ju)有(you)良好(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)塑韌性(xing)。在(zai)實際工作(zuo)中,應當根(gen)據接頭(tou)的(de)(de)(de)(de)具(ju)(ju)體(ti)(ti)(ti)(ti)材(cai)(cai)料和(he)接頭(tou)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)環(huan)境(jing)(jing),確定焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)(de)化學成分和(he)組(zu)(zu)織(zhi),利用(yong)(yong)(yong)已知(zhi)的(de)(de)(de)(de)熔合比(bi)(bi)和(he)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)組(zu)(zu)織(zhi)狀態圖來(lai)選擇焊(han)(han)接材(cai)(cai)料。
順便指出含碳(tan)較高的碳(tan)鋼和合金(jin)鋼也常常與不銹鋼進(jin)行焊(han)接,形成異(yi)種(zhong)鋼接頭,這種(zhong)情況下則主要使用E16-25-6型(xing)焊(han)材或Ni307等鎳基合金(jin)焊(han)材。
3. 焊接工藝要點(dian)
在(zai)確(que)(que)定接頭型(xing)式(shi)、坡口種(zhong)類(lei)、焊(han)縫(feng)層數(shu)等(deng)(deng)工藝因(yin)素時(shi),同樣要依據低(di)碳(tan)(tan)或(huo)低(di)合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)與奧氏(shi)體不銹鋼(gang)焊(han)接的(de)特(te)點,盡量減(jian)小(xiao)熔合(he)比。例如在(zai)焊(han)接時(shi)選用小(xiao)直徑的(de)焊(han)條或(huo)焊(han)絲,電弧電壓(ya)略高,盡量采用小(xiao)電流、快(kuai)速焊(han)等(deng)(deng)。若(ruo)需預(yu)熱防(fang)止低(di)碳(tan)(tan)或(huo)低(di)合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)產生冷(leng)裂紋(wen)時(shi),預(yu)熱溫(wen)度(du)應按(an)照低(di)碳(tan)(tan)或(huo)低(di)合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)來確(que)(que)定,但一般比同種(zhong)低(di)碳(tan)(tan)或(huo)低(di)合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)焊(han)接時(shi)的(de)預(yu)熱溫(wen)度(du)低(di)一些。
低碳或低合金鋼與奧氏體不銹鋼異種接頭的焊后熱處理溫度一般采用推薦值的較低值,以盡量減小熔合線附近的碳化物析出。盡管是較低溫度,一般來說,這一溫度仍然是奧氏體不銹鋼析出碳化物和σ相的溫度區,所以,對十分擔心晶間腐蝕的場合,應采用更低的溫度進行焊后熱處理,根據具體情況,有時也可以省掉焊后熱處理。另外,在碳素鋼與奧氏體不銹鋼進行異種鋼焊接,在板厚大的時候,往往使用在碳素鋼一側用高合金焊接材料(如不銹鋼,鎳基合金)進行預堆邊焊后再進行焊接的方法,預堆邊焊焊接材料選擇Cr24-Ni13(如E309,E309M)類型焊材。預堆邊焊后,接頭焊接則用與不銹鋼母材配套的焊材進行焊接。