在壓力容器焊接生產中,通常會遇到不同鋼種相互焊接的問題,即異種鋼焊接。如復合鋼板壓力容器的焊接、容器不(bu)銹鋼襯里塞焊、換熱器的不銹鋼換熱管與管板不同鋼種的焊接等。
1. 稀(xi)釋問(wen)題
如(ru)果是珠光體鋼(gang)(gang)與(yu)奧氏體鋼(gang)(gang)形成的異種鋼(gang)(gang)焊接(jie)接(jie)頭,一般均(jun)應用Cr-Ni奧氏體鋼(gang)(gang)或N基合金作為焊接(jie)材(cai)料。
假設用18-8鋼(s)與低(di)碳鋼(m)焊(han)(han)(han)接,如(ru)圖3-13所示,焊(han)(han)(han)接時(shi)兩種(zhong)母材(cai)都要(yao)熔(rong)(rong)人熔(rong)(rong)池。若不填充焊(han)(han)(han)接材(cai)料,兩種(zhong)鋼以(yi)同(tong)(tong)比(bi)(bi)例熔(rong)(rong)入焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng),由(you)圖3-14(舍夫(fu)勒(le)圖)求得(de)圖中點(dian)'通常(chang)認為(wei)這(zhe)就是待焊(han)(han)(han)母材(cai)。具有(you)點(dian)d成(cheng)分(fen)的(de)(de)(de)(de)母材(cai)再與成(cheng)分(fen)為(wei)點(dian)f或(huo)點(dian)f'的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)條金(jin)(jin)屬相熔(rong)(rong)合(he)(he)后,構成(cheng)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬,相應(ying)組(zu)成(cheng)應(ying)在(zai)a-f或(huo)a-f'的(de)(de)(de)(de)連線上并由(you)熔(rong)(rong)合(he)(he)比(bi)(bi)的(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)來決定。采(cai)用分(fen)為(wei)f'的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)條,熔(rong)(rong)合(he)(he)比(bi)(bi)高達(da)0.7仍可(ke)保證焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)不出現馬氏體(ti)(ti)組(zu)織,而是單獨(du)相奧(ao)氏體(ti)(ti),組(zu)織具有(you)一定的(de)(de)(de)(de)熱裂(lie)傾向(xiang)。采(cai)用成(cheng)分(fen)為(wei)f的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)條,則(ze)(ze)由(you)a-f連線可(ke)得(de),如(ru)果熔(rong)(rong)合(he)(he)比(bi)(bi)控制在(zai)0.3以(yi)下,可(ke)得(de)到A+F(δ+γ)雙相組(zu)織。同(tong)(tong)樣,應(ying)用焊(han)(han)(han)條18-8型(xing),其組(zu)成(cheng)與母材(cai)相同(tong)(tong),則(ze)(ze)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)(de)組(zu)成(cheng)將在(zai)a-s線上,這(zhe)時(shi),只有(you)控制熔(rong)(rong)合(he)(he)比(bi)(bi)小(xiao)于0.15才能(neng)避(bi)免焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)有(you)馬氏體(ti)(ti)產(chan)生(sheng)。
因(yin)此,必須正確選(xuan)擇高合金的(de)焊接(jie)材(cai)料,控(kong)制熔合比(bi)或稀(xi)釋率。


2. 凝固過渡層的存在
前(qian)面敘述的焊縫金(jin)屬(shu)(shu)成(cheng)分(fen)(fen)指(zhi)的是平均成(cheng)分(fen)(fen)。靠近熔(rong)合線(xian)的焊縫金(jin)屬(shu)(shu)的成(cheng)分(fen)(fen)有一(yi)定的濃度梯度。這種成(cheng)分(fen)(fen)上的過(guo)渡(du)變化區是由(you)于(yu)熔(rong)池凝固特(te)性造成(cheng)的,所以(yi)稱為凝固過(guo)渡(du)層(ceng)。一(yi)般增加焊縫金(jin)屬(shu)(shu)的鎳含量(liang)可以(yi)縮(suo)小過(guo)渡(du)層(ceng)。
3. 碳遷移過渡層(ceng)的形成
在異種鋼焊(han)(han)接(jie)(jie)時(shi),一(yi)般可以出(chu)現低合金鋼一(yi)側(ce)的碳(tan)通過焊(han)(han)縫邊界(jie)(jie)向高合金焊(han)(han)縫中遷(qian)移擴(kuo)散的現象(xiang),分別在焊(han)(han)縫邊界(jie)(jie)兩側(ce)形成(cheng)脫碳(tan)層(ceng)和增碳(tan)層(ceng)。即在低合金鋼母材側(ce)形成(cheng)脫碳(tan)層(ceng),另一(yi)側(ce)為增碳(tan)層(ceng),它(ta)們總(zong)稱為碳(tan)遷(qian)移過渡層(ceng)。由硬(ying)度(du)試驗可以測定碳(tan)遷(qian)移的存(cun)在,如圖3-15所示。增碳(tan)層(ceng)是由于(yu)碳(tan)擴(kuo)散遷(qian)移而析出(chu)碳(tan)化物所造(zao)成(cheng)的。由此(ci)形成(cheng)的硬(ying)度(du)突變現象(xiang)對焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭性能有害。

4. 殘余應力的形成
異種鋼焊(han)接時,由(you)(you)于兩種鋼的線脹(zhang)系(xi)數相差很大,不(bu)僅在焊(han)接時會(hui)產生(sheng)較大的殘(can)余應力,而(er)且在使用(yong)中(zhong)若有循環溫度作用(yong),也(ye)會(hui)形成熱應力。由(you)(you)于殘(can)余應力的存(cun)在,常常影響(xiang)工作性能。

