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(xiu)鋼(gang)換熱(re)管(guan)與管板不同鋼種的焊接等。
1. 稀釋(shi)問題(ti)
如果是珠光體(ti)鋼(gang)與奧(ao)氏(shi)體(ti)鋼(gang)形成(cheng)的異種鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭,一般(ban)均應用Cr-Ni奧(ao)氏(shi)體(ti)鋼(gang)或(huo)N基合(he)金作為焊(han)接(jie)(jie)材料。
假設用(yong)18-8鋼(s)與(yu)低碳(tan)鋼(m)焊(han)(han)接,如(ru)圖3-13所示,焊(han)(han)接時(shi)兩種(zhong)母(mu)材都要熔(rong)(rong)人熔(rong)(rong)池。若不填充焊(han)(han)接材料,兩種(zhong)鋼以(yi)同(tong)(tong)比(bi)例(li)熔(rong)(rong)入焊(han)(han)縫,由(you)(you)(you)圖3-14(舍夫(fu)勒圖)求得(de)圖中點(dian)'通常認為這就是待焊(han)(han)母(mu)材。具有(you)點(dian)d成(cheng)分(fen)的(de)(de)母(mu)材再與(yu)成(cheng)分(fen)為點(dian)f或點(dian)f'的(de)(de)焊(han)(han)條(tiao)金屬相(xiang)(xiang)熔(rong)(rong)合后,構成(cheng)焊(han)(han)縫金屬,相(xiang)(xiang)應(ying)組(zu)成(cheng)應(ying)在a-f或a-f'的(de)(de)連(lian)線(xian)上并由(you)(you)(you)熔(rong)(rong)合比(bi)的(de)(de)大小來決定(ding)。采(cai)用(yong)分(fen)為f'的(de)(de)焊(han)(han)條(tiao),熔(rong)(rong)合比(bi)高達0.7仍可保證焊(han)(han)縫不出現(xian)馬氏體組(zu)織,而是單獨相(xiang)(xiang)奧氏體,組(zu)織具有(you)一定(ding)的(de)(de)熱裂傾向。采(cai)用(yong)成(cheng)分(fen)為f的(de)(de)焊(han)(han)條(tiao),則(ze)由(you)(you)(you)a-f連(lian)線(xian)可得(de),如(ru)果熔(rong)(rong)合比(bi)控(kong)制在0.3以(yi)下(xia),可得(de)到(dao)A+F(δ+γ)雙相(xiang)(xiang)組(zu)織。同(tong)(tong)樣,應(ying)用(yong)焊(han)(han)條(tiao)18-8型(xing),其組(zu)成(cheng)與(yu)母(mu)材相(xiang)(xiang)同(tong)(tong),則(ze)焊(han)(han)縫金屬的(de)(de)組(zu)成(cheng)將在a-s線(xian)上,這時(shi),只有(you)控(kong)制熔(rong)(rong)合比(bi)小于0.15才能避免焊(han)(han)縫有(you)馬氏體產生。
因此,必須正確選擇高合(he)金的(de)焊接材(cai)料,控制(zhi)熔合(he)比或稀釋率(lv)。
2. 凝固過渡層的存在
前面(mian)敘述的(de)(de)焊縫(feng)金(jin)屬成(cheng)分指的(de)(de)是平(ping)均成(cheng)分。靠近熔(rong)合線的(de)(de)焊縫(feng)金(jin)屬的(de)(de)成(cheng)分有一定的(de)(de)濃度梯度。這種成(cheng)分上的(de)(de)過(guo)渡(du)(du)變化(hua)區(qu)是由于熔(rong)池凝固特性造成(cheng)的(de)(de),所以稱(cheng)為凝固過(guo)渡(du)(du)層(ceng)。一般增(zeng)加(jia)焊縫(feng)金(jin)屬的(de)(de)鎳含量可以縮小過(guo)渡(du)(du)層(ceng)。
3. 碳遷移過(guo)渡層(ceng)的(de)形成
在(zai)異種鋼焊接(jie)時,一(yi)般可(ke)(ke)以(yi)出現低(di)合金(jin)鋼一(yi)側(ce)的(de)(de)碳(tan)通過焊縫邊(bian)界(jie)向高(gao)合金(jin)焊縫中(zhong)遷(qian)移(yi)擴散(san)的(de)(de)現象(xiang),分別在(zai)焊縫邊(bian)界(jie)兩(liang)側(ce)形成(cheng)脫(tuo)(tuo)碳(tan)層(ceng)和增(zeng)碳(tan)層(ceng)。即在(zai)低(di)合金(jin)鋼母(mu)材側(ce)形成(cheng)脫(tuo)(tuo)碳(tan)層(ceng),另一(yi)側(ce)為增(zeng)碳(tan)層(ceng),它們總稱為碳(tan)遷(qian)移(yi)過渡層(ceng)。由(you)硬(ying)度(du)試驗(yan)可(ke)(ke)以(yi)測定碳(tan)遷(qian)移(yi)的(de)(de)存在(zai),如圖3-15所(suo)示。增(zeng)碳(tan)層(ceng)是由(you)于(yu)碳(tan)擴散(san)遷(qian)移(yi)而析出碳(tan)化物所(suo)造成(cheng)的(de)(de)。由(you)此形成(cheng)的(de)(de)硬(ying)度(du)突變現象(xiang)對(dui)焊接(jie)接(jie)頭性能有害。
4. 殘余應(ying)力的形成
異(yi)種鋼(gang)(gang)焊接(jie)時,由于(yu)兩種鋼(gang)(gang)的(de)線脹系(xi)數相(xiang)差(cha)很大(da)(da),不僅(jin)在焊接(jie)時會產生較大(da)(da)的(de)殘余應(ying)力(li),而且(qie)在使用(yong)中若有循環(huan)溫度作(zuo)用(yong),也會形成熱應(ying)力(li)。由于(yu)殘余應(ying)力(li)的(de)存在,常(chang)常(chang)影響工作(zuo)性能。