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(han)接(jie)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(han)接材料
低碳或(huo)低合(he)金鋼(gang)(gang)(gang)(gang)與(yu)奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)(han)接(jie)時(shi),應選(xuan)(xuan)用(yong)奧氏(shi)體(ti)(ti)或(huo)含有適量鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)E309 309Mo和高Mo的(de)(de)E16-25-6N等(deng)焊(han)(han)材(cai)(cai)。若(ruo)選(xuan)(xuan)用(yong)低碳或(huo)低合(he)金型(xing)焊(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)料,則由于低碳、低合(he)金鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)稀釋作(zuo)用(yong),使(shi)(shi)整個焊(han)(han)縫金屬形成(cheng)馬氏(shi)體(ti)(ti)而脆化,并(bing)引起(qi)裂紋(wen)。若(ruo)選(xuan)(xuan)用(yong)較(jiao)低鉻、鎳(nie)的(de)(de)308型(xing)焊(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)料,同(tong)樣由于母(mu)材(cai)(cai)的(de)(de)稀釋作(zuo)用(yong),焊(han)(han)縫金屬也(ye)(ye)將(jiang)產生大量的(de)(de)馬氏(shi)體(ti)(ti)組織,抗(kang)裂性能(neng)較(jiao)差(cha)。通常在(zai)焊(han)(han)接(jie)低碳低合(he)金鋼(gang)(gang)(gang)(gang)與(yu)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)異種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)接(jie)頭(tou)并(bing)且使(shi)(shi)用(yong)的(de)(de)溫度,介質環境(jing)不苛刻時(shi)選(xuan)(xuan)用(yong)309型(xing)焊(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)料,焊(han)(han)縫金屬為奧氏(shi)體(ti)(ti)+少量鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)組織,抗(kang)裂性能(neng)好,應用(yong)最(zui)為廣泛。而在(zai)使(shi)(shi)用(yong)條(tiao)件比較(jiao)嚴酷時(shi)則可使(shi)(shi)用(yong)高Mo焊(han)(han)條(tiao),這種(zhong)焊(han)(han)條(tiao)也(ye)(ye)具(ju)有良(liang)好的(de)(de)抗(kang)熱裂紋(wen)性能(neng),同(tong)時(shi)又具(ju)有良(liang)好的(de)(de)塑韌性。在(zai)實際工作(zuo)中,應當根據接(jie)頭(tou)的(de)(de)具(ju)體(ti)(ti)材(cai)(cai)料和接(jie)頭(tou)的(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)環境(jing),確定焊(han)(han)縫金屬的(de)(de)化學成(cheng)分和組織,利用(yong)已(yi)知的(de)(de)熔合(he)比和不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)組織狀態圖(tu)來選(xuan)(xuan)擇焊(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)料。
順便指出(chu)含碳較(jiao)高的碳鋼和合金(jin)鋼也(ye)常常與不銹鋼進行焊(han)(han)接(jie),形(xing)成(cheng)異種鋼接(jie)頭,這種情況(kuang)下則主要使(shi)用E16-25-6型焊(han)(han)材或Ni307等鎳基(ji)合金(jin)焊(han)(han)材。
3. 焊(han)接工藝要點
在確(que)(que)定(ding)(ding)接(jie)(jie)頭(tou)型式、坡口(kou)種(zhong)類(lei)、焊(han)縫層數等工藝(yi)因素時(shi),同樣要(yao)依據低(di)(di)(di)(di)碳或(huo)(huo)低(di)(di)(di)(di)合(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)與奧(ao)氏體不銹鋼(gang)(gang)焊(han)接(jie)(jie)的(de)特點(dian),盡量(liang)(liang)減小(xiao)(xiao)熔合(he)(he)比。例如(ru)在焊(han)接(jie)(jie)時(shi)選用小(xiao)(xiao)直徑(jing)的(de)焊(han)條或(huo)(huo)焊(han)絲,電弧電壓略高,盡量(liang)(liang)采用小(xiao)(xiao)電流、快速焊(han)等。若需預(yu)(yu)熱(re)防止低(di)(di)(di)(di)碳或(huo)(huo)低(di)(di)(di)(di)合(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)產生冷裂紋(wen)時(shi),預(yu)(yu)熱(re)溫度(du)應按照低(di)(di)(di)(di)碳或(huo)(huo)低(di)(di)(di)(di)合(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)來(lai)確(que)(que)定(ding)(ding),但(dan)一(yi)般比同種(zhong)低(di)(di)(di)(di)碳或(huo)(huo)低(di)(di)(di)(di)合(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)焊(han)接(jie)(jie)時(shi)的(de)預(yu)(yu)熱(re)溫度(du)低(di)(di)(di)(di)一(yi)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。

