1. 馬氏體高合金耐熱鋼焊接材料
馬氏體耐熱鋼(gang)焊接通常要求采用鉻含量和母材基本相同的同質填充焊絲和焊條。列入我國國家標準的高鉻馬氏體鋼焊條品種尚不全。在實際生產中,為保證接頭的性能,常選用相當國際標準的國外公司生產的焊條。高鉻馬氏體耐熱鋼,如X20CrMoV12和X20CrMoWV12-1等鋼用的焊條、氬(ya)弧焊(han)填充焊絲和埋(mai)弧焊焊絲-焊劑組合,推薦采用符合歐盟標準的ECrMoWV12B42H5、WCrMoWV12Si 和 SCrMoWV12/SAFB265DCH5焊條、焊絲和焊劑。這些焊條和焊絲的化學成分和焊縫金屬的力學性能分別列于表2-8和表2-9。
表2-8 X20CrMoV12-1和X20CrMoWV12-1高合(he)金(jin)耐熱鋼焊條和焊絲的典型化學成分
2. 鐵素體高(gao)合金耐(nai)熱鋼(gang)焊(han)接材料
高(gao)鉻鐵素(su)體耐(nai)熱(re)鋼(gang)(gang)通常多采用焊(han)條電弧焊(han)和(he)鎢(wu)極氬弧焊(han)。高(gao)鉻鐵素(su)體耐(nai)熱(re)鋼(gang)(gang)的(de)焊(han)接填充(chong)金(jin)(jin)屬基(ji)本有(you)三類:①. 合(he)金(jin)(jin)成分基(ji)本與母材匹配的(de)高(gao)鉻鋼(gang)(gang)填充(chong)材料;②. 奧氏(shi)體鉻鎳(nie)高(gao)合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)(gang);③. 鎳(nie)基(ji)合(he)金(jin)(jin)。對于在高(gao)溫下長期運行的(de)焊(han)件,不推(tui)薦采用奧氏(shi)體鋼(gang)(gang)填充(chong)金(jin)(jin)屬。而鎳(nie)基(ji)合(he)金(jin)(jin)由于價格昂貴,只有(you)在特殊的(de)場合(he)下才采用。列入(ru)我(wo)國國家標準(zhun)(GB/T983-1995)的(de)鐵素(su)體耐(nai)熱(re)鋼(gang)(gang)焊(han)條只有(you)兩種(zhong)(zhong),即E430-16(G302)和(he)E430-15(G307),適用于17%以下的(de)各種(zhong)(zhong)高(gao)鉻鐵素(su)體耐(nai)熱(re)鋼(gang)(gang)。
由于(yu)在(zai)鐵(tie)(tie)素(su)體耐(nai)熱鋼(gang)中(zhong)常見的鐵(tie)(tie)素(su)體形成元素(su)鋁(lv)鈦(tai)難以通過(guo)(guo)電(dian)弧過(guo)(guo)渡(du)到(dao)焊(han)(han)(han)縫金屬(shu),故迄今為止(zhi)尚未研制出與這些(xie)鐵(tie)(tie)素(su)體耐(nai)熱鋼(gang)成分完(wan)全(quan)匹配的焊(han)(han)(han)條。為克服(fu)這一難題,可采用鎢(wu)極氬弧焊(han)(han)(han)或(huo)等(deng)離子(zi)弧焊(han)(han)(han)。在(zai)惰(duo)性氣體Ar的保護(hu)下,焊(han)(han)(han)絲中(zhong)的Al、Ti和Nb等(deng)元素(su)不(bu)發(fa)生(sheng)燒(shao)損而大部分過(guo)(guo)渡(du)到(dao)焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)中(zhong)。高(gao)鉻鐵(tie)(tie)素(su)體耐(nai)熱鋼(gang)焊(han)(han)(han)絲推薦(jian)采用美(mei)國AWSA5.9/A5.9M:2006焊(han)(han)(han)絲標(biao)準中(zhong)規定的三種高(gao)鉻合(he)金鋼(gang)焊(han)(han)(han)絲。這些(xie)焊(han)(han)(han)絲的牌號和標(biao)準化學(xue)成分列于(yu)表2-10。
3. 奧氏體高合金耐熱鋼焊接材(cai)料
奧(ao)氏體(ti)耐熱鋼焊接(jie)(jie)填充材(cai)料的(de)(de)(de)(de)選擇(ze)首先要(yao)保證焊縫(feng)的(de)(de)(de)(de)致(zhi)密(mi)性(xing),無裂紋和氣孔等(deng)缺(que)陷。同時應(ying)使(shi)焊縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)熱強性(xing)基本與母(mu)材(cai)等(deng)強。這就要(yao)求其合(he)金(jin)成分大致(zhi)與母(mu)材(cai)成分匹(pi)配。其次應(ying)考慮(lv)焊縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)內鐵素(su)體(ti)含(han)量的(de)(de)(de)(de)控制(zhi),對于長(chang)期(qi)在高(gao)溫下運行的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)鋼焊件(jian),焊縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)內鐵素(su)體(ti)的(de)(de)(de)(de)體(ti)積分數不應(ying)超過5%。為提高(gao)全奧(ao)氏體(ti)焊縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)抗裂性(xing),選用(yong)錳達6%~8%的(de)(de)(de)(de)焊接(jie)(jie)填充材(cai)料是一種行之有效的(de)(de)(de)(de)解決(jue)辦法。表2-11列出我(wo)國常用(yong)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)耐熱鋼焊條和焊絲的(de)(de)(de)(de)標準型(xing)號(hao)和牌號(hao)以及所適用(yong)的(de)(de)(de)(de)母(mu)材(cai)牌號(hao)。
一種奧(ao)氏體(ti)耐熱鋼可采用(yong)(yong)幾(ji)種焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)或(huo)(huo)焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)來焊(han)(han)(han)(han)接(jie),這(zhe)主(zhu)要(yao)取決于焊(han)(han)(han)(han)件的(de)(de)(de)工作條(tiao)(tiao)件,即溫(wen)度、介(jie)質和運行時(shi)間。氣體(ti)保護(hu)焊(han)(han)(han)(han)和埋弧焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)原則上應具有不同(tong)的(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)成(cheng)分(fen),因為在(zai)埋弧焊(han)(han)(han)(han)過程中(zhong),焊(han)(han)(han)(han)劑或(huo)(huo)多(duo)或(huo)(huo)少對焊(han)(han)(han)(han)接(jie)熔池產(chan)(chan)生(sheng)滲硅作用(yong)(yong),合(he)(he)金(jin)(jin)成(cheng)分(fen)鉻亦會有一定程度的(de)(de)(de)燒損(sun)。而在(zai)惰性氣體(ti)保護(hu)焊(han)(han)(han)(han)時(shi),因無任何冶金(jin)(jin)反應,焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)中(zhong)的(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)成(cheng)分(fen)基本(ben)上不會燒損(sun)。某些對氧(yang)(yang)親和力特別高的(de)(de)(de)元素,如鈦、鋁等(deng)可能因保護(hu)氣氛混人(ren)微(wei)量氧(yang)(yang)氣而產(chan)(chan)生(sheng)微(wei)量的(de)(de)(de)燒損(sun)。因此惰性氣體(ti)保護(hu)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)絲(si)(si)的(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)成(cheng)分(fen)基本(ben)上與母(mu)材成(cheng)分(fen)相同(tong)。
4. 彌散硬化耐熱鋼焊(han)接材料
彌散(san)硬化(hua)耐(nai)熱(re)鋼(gang)可以采(cai)用(yong)(yong)(yong)任何一種能用(yong)(yong)(yong)于(yu)奧(ao)氏體(ti)耐(nai)熱(re)鋼(gang)的(de)(de)焊(han)(han)接方法進行焊(han)(han)接。因(yin)為至今尚未研制(zhi)出與母材強(qiang)度(du)完(wan)全(quan)匹(pi)配的(de)(de)彌散(san)硬化(hua)耐(nai)熱(re)鋼(gang)焊(han)(han)條(tiao),比較適用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)焊(han)(han)接方法有(you)(you):鎢極(ji)惰(duo)性氣體(ti)保護焊(han)(han)、熔化(hua)極(ji)惰(duo)性氣體(ti)保護焊(han)(han)和(he)等離子(zi)弧焊(han)(han)。埋弧焊(han)(han)的(de)(de)熱(re)量輸(shu)入(ru)較高,彌散(san)硬化(hua)耐(nai)熱(re)鋼(gang)焊(han)(han)絲供應也有(you)(you)困難,其應用(yong)(yong)(yong)范圍較窄。
彌散(san)硬化(hua)耐(nai)熱鋼(gang)焊接時(shi),如果要求(qiu)接頭達到與(yu)母材(cai)相等的高(gao)強度,則(ze)填充(chong)材(cai)料(liao)的合金(jin)(jin)成分(fen)應與(yu)母材(cai)基本(ben)相同。對于(yu)(yu)彌散(san)硬化(hua)奧(ao)氏體耐(nai)熱鋼(gang),由于(yu)(yu)存在焊接裂紋問題,不強求(qiu)填充(chong)金(jin)(jin)屬(shu)成分(fen)與(yu)母材(cai)完全一(yi)致(zhi)。在一(yi)般(ban)情況下,可以采用(yong)奧(ao)氏體耐(nai)熱鋼(gang)或鎳基合金(jin)(jin)填充(chong)金(jin)(jin)屬(shu)。表2-12列出推薦(jian)用(yong)于(yu)(yu)彌散(san)硬化(hua)耐(nai)熱鋼(gang)的焊條和焊絲(si)。