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(huan)熱(re)管(guan)與管板不同鋼種的焊接等。
1. 稀釋問(wen)題(ti)
如果(guo)是珠光(guang)體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)與奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)形(xing)成的異種鋼(gang)(gang)(gang)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭,一般均應用(yong)Cr-Ni奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)或N基合金(jin)作為(wei)焊接(jie)(jie)材料。
假(jia)設用18-8鋼(gang)(s)與(yu)(yu)低碳鋼(gang)(m)焊(han)(han)接(jie),如(ru)圖3-13所示,焊(han)(han)接(jie)時兩種母材都要熔(rong)人熔(rong)池。若(ruo)不填充焊(han)(han)接(jie)材料(liao),兩種鋼(gang)以(yi)同比(bi)例熔(rong)入焊(han)(han)縫(feng),由(you)(you)圖3-14(舍(she)夫勒圖)求(qiu)得圖中(zhong)點(dian)'通(tong)常認為(wei)這(zhe)(zhe)就是(shi)待焊(han)(han)母材。具有(you)(you)點(dian)d成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)的(de)(de)母材再與(yu)(yu)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)為(wei)點(dian)f或點(dian)f'的(de)(de)焊(han)(han)條金屬(shu)相熔(rong)合后,構成(cheng)(cheng)(cheng)焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu),相應組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)應在a-f或a-f'的(de)(de)連線上(shang)并由(you)(you)熔(rong)合比(bi)的(de)(de)大小來(lai)決(jue)定(ding)。采用分(fen)為(wei)f'的(de)(de)焊(han)(han)條,熔(rong)合比(bi)高達0.7仍可保證(zheng)焊(han)(han)縫(feng)不出現馬(ma)氏(shi)體組(zu)(zu)織(zhi)(zhi),而是(shi)單獨相奧氏(shi)體,組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)具有(you)(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)熱裂(lie)傾向。采用成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)為(wei)f的(de)(de)焊(han)(han)條,則由(you)(you)a-f連線可得,如(ru)果熔(rong)合比(bi)控制在0.3以(yi)下,可得到A+F(δ+γ)雙相組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)。同樣,應用焊(han)(han)條18-8型(xing),其組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)與(yu)(yu)母材相同,則焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu)的(de)(de)組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)將在a-s線上(shang),這(zhe)(zhe)時,只有(you)(you)控制熔(rong)合比(bi)小于0.15才能避免焊(han)(han)縫(feng)有(you)(you)馬(ma)氏(shi)體產生。
因此,必須正確選擇高合金的焊(han)接材料,控制熔合比或稀釋率。


2. 凝固過渡層的存(cun)在
前面敘述的焊縫金(jin)屬成分指的是平(ping)均成分。靠近(jin)熔合線(xian)的焊縫金(jin)屬的成分有一定的濃度梯度。這種成分上的過(guo)渡變化區(qu)是由于熔池凝(ning)固(gu)特性(xing)造(zao)成的,所以稱為凝(ning)固(gu)過(guo)渡層。一般增加焊縫金(jin)屬的鎳含(han)量(liang)可以縮小過(guo)渡層。
3. 碳遷移過渡層的(de)形成
在異種鋼(gang)焊接時(shi),一般可以出(chu)現低合金(jin)鋼(gang)一側的碳(tan)(tan)(tan)通過(guo)焊縫(feng)邊界(jie)向高合金(jin)焊縫(feng)中遷(qian)移擴散(san)的現象,分別在焊縫(feng)邊界(jie)兩側形(xing)成(cheng)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)層(ceng)和增碳(tan)(tan)(tan)層(ceng)。即在低合金(jin)鋼(gang)母材側形(xing)成(cheng)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)層(ceng),另(ling)一側為(wei)增碳(tan)(tan)(tan)層(ceng),它們總(zong)稱為(wei)碳(tan)(tan)(tan)遷(qian)移過(guo)渡層(ceng)。由(you)硬度試驗可以測定(ding)碳(tan)(tan)(tan)遷(qian)移的存在,如圖(tu)3-15所示。增碳(tan)(tan)(tan)層(ceng)是由(you)于碳(tan)(tan)(tan)擴散(san)遷(qian)移而析出(chu)碳(tan)(tan)(tan)化物所造(zao)成(cheng)的。由(you)此形(xing)成(cheng)的硬度突變現象對焊接接頭性能有害。

4. 殘余應力的形(xing)成(cheng)
異種(zhong)鋼焊(han)接時,由于兩種(zhong)鋼的(de)線脹系數相差很(hen)大(da),不僅在(zai)焊(han)接時會(hui)產(chan)生較大(da)的(de)殘(can)余(yu)應(ying)力(li),而且在(zai)使用(yong)(yong)中若有循(xun)環溫度(du)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong),也會(hui)形(xing)成熱應(ying)力(li)。由于殘(can)余(yu)應(ying)力(li)的(de)存在(zai),常常影響工作(zuo)(zuo)性能。

