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. 稀釋問題
如果是珠光體鋼(gang)與奧(ao)氏體鋼(gang)形成(cheng)的異種(zhong)鋼(gang)焊接(jie)接(jie)頭(tou),一般均應用Cr-Ni奧(ao)氏體鋼(gang)或N基(ji)合金作為焊接(jie)材料。
假設用(yong)18-8鋼(gang)(gang)(s)與(yu)低碳鋼(gang)(gang)(m)焊(han)(han)(han)(han)(han)接,如圖(tu)(tu)3-13所示,焊(han)(han)(han)(han)(han)接時兩(liang)種母(mu)(mu)材都要熔人熔池。若不填充焊(han)(han)(han)(han)(han)接材料,兩(liang)種鋼(gang)(gang)以同(tong)比例熔入焊(han)(han)(han)(han)(han)縫,由(you)圖(tu)(tu)3-14(舍夫(fu)勒圖(tu)(tu))求得圖(tu)(tu)中點(dian)'通常認為這就是待焊(han)(han)(han)(han)(han)母(mu)(mu)材。具(ju)有點(dian)d成分(fen)的(de)(de)母(mu)(mu)材再與(yu)成分(fen)為點(dian)f或點(dian)f'的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)條金(jin)(jin)屬相(xiang)熔合(he)(he)后,構成焊(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬,相(xiang)應組(zu)(zu)成應在a-f或a-f'的(de)(de)連線上(shang)并由(you)熔合(he)(he)比的(de)(de)大小來決定。采用(yong)分(fen)為f'的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)條,熔合(he)(he)比高達(da)0.7仍(reng)可(ke)保證(zheng)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫不出現馬氏(shi)體組(zu)(zu)織(zhi)(zhi),而是單獨相(xiang)奧氏(shi)體,組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)具(ju)有一(yi)定的(de)(de)熱裂傾向。采用(yong)成分(fen)為f的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)條,則(ze)由(you)a-f連線可(ke)得,如果熔合(he)(he)比控(kong)制在0.3以下,可(ke)得到A+F(δ+γ)雙相(xiang)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)。同(tong)樣,應用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)條18-8型(xing),其組(zu)(zu)成與(yu)母(mu)(mu)材相(xiang)同(tong),則(ze)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫金(jin)(jin)屬的(de)(de)組(zu)(zu)成將在a-s線上(shang),這時,只有控(kong)制熔合(he)(he)比小于0.15才能避免焊(han)(han)(han)(han)(han)縫有馬氏(shi)體產生。
因此,必須正(zheng)確(que)選擇高合(he)金的焊接材料,控(kong)制熔合(he)比(bi)或稀(xi)釋率(lv)。
2. 凝固過(guo)渡層的(de)存在
前面(mian)敘述的焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)成(cheng)分指的是(shi)平均(jun)成(cheng)分。靠近熔合(he)線的焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)的成(cheng)分有(you)一(yi)定的濃度梯度。這(zhe)種成(cheng)分上的過(guo)渡變化區是(shi)由于熔池(chi)凝固(gu)特性(xing)造成(cheng)的,所以(yi)(yi)稱(cheng)為(wei)凝固(gu)過(guo)渡層。一(yi)般增加焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)(shu)的鎳含(han)量可以(yi)(yi)縮小過(guo)渡層。
3. 碳遷移過(guo)渡層的形成
在異(yi)種鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)時,一(yi)(yi)般可以出(chu)現低合(he)(he)金鋼(gang)一(yi)(yi)側(ce)(ce)的(de)碳(tan)(tan)(tan)(tan)通過(guo)焊(han)(han)縫邊(bian)界向高合(he)(he)金焊(han)(han)縫中遷(qian)移(yi)擴散的(de)現象(xiang),分別在焊(han)(han)縫邊(bian)界兩側(ce)(ce)形(xing)成脫碳(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)和增碳(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)。即(ji)在低合(he)(he)金鋼(gang)母(mu)材側(ce)(ce)形(xing)成脫碳(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng),另一(yi)(yi)側(ce)(ce)為(wei)增碳(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng),它(ta)們總稱為(wei)碳(tan)(tan)(tan)(tan)遷(qian)移(yi)過(guo)渡層(ceng)。由硬度(du)試驗可以測定碳(tan)(tan)(tan)(tan)遷(qian)移(yi)的(de)存在,如圖3-15所示。增碳(tan)(tan)(tan)(tan)層(ceng)是(shi)由于碳(tan)(tan)(tan)(tan)擴散遷(qian)移(yi)而析出(chu)碳(tan)(tan)(tan)(tan)化物所造(zao)成的(de)。由此(ci)形(xing)成的(de)硬度(du)突變現象(xiang)對(dui)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭性能(neng)有害。
4. 殘余應(ying)力的(de)形(xing)成
異(yi)種(zhong)鋼焊接時,由于兩種(zhong)鋼的線(xian)脹系數相差很大,不僅在(zai)焊接時會(hui)產(chan)生較大的殘余應力,而且在(zai)使用中(zhong)若有(you)循環溫度作(zuo)用,也會(hui)形成熱應力。由于殘余應力的存在(zai),常常影(ying)響工作(zuo)性能。