為了克服普通純度高鉻鐵素體型不銹(xiu)鋼管在焊接過程中出現的晶間腐蝕和焊接接頭脆化而引起的冷裂紋,在焊接工藝上應采取以下措施:
1. 預(yu)熱
鐵素體不銹(xiu)鋼管在室(shi)溫時韌(ren)(ren)性(xing)較低,焊(han)(han)接(jie)時焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭易形成高(gao)(gao)溫脆(cui)化(hua),在一定條件下可能產生裂(lie)紋(wen)(wen)。通過預熱(re),使(shi)(shi)(shi)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭處(chu)(chu)于富有韌(ren)(ren)性(xing)的(de)狀態下施(shi)焊(han)(han),能有效地防(fang)止(zhi)裂(lie)紋(wen)(wen)的(de)產生;但(dan)是,焊(han)(han)接(jie)時的(de)熱(re)循環又會使(shi)(shi)(shi)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭近縫(feng)區的(de)晶粒急劇長大粗(cu)化(hua),從而(er)引(yin)起脆(cui)化(hua)。為(wei)此,預熱(re)溫度的(de)選擇要慎重,一般控制在100~150℃,目的(de)在于使(shi)(shi)(shi)被焊(han)(han)材(cai)料處(chu)(chu)于韌(ren)(ren)性(xing)較好的(de)狀態和降低焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)應(ying)力。隨著(zhu)母材(cai)金屬(shu)中含鉻量的(de)提(ti)(ti)高(gao)(gao),預熱(re)溫度可相應(ying)提(ti)(ti)高(gao)(gao)。預熱(re)溫度過高(gao)(gao),又會使(shi)(shi)(shi)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭過熱(re)而(er)脆(cui)硬。
2. 焊接材料的選擇
最好選用含有Ti、Nb穩定化元素的高純鐵素體不銹鋼管焊接材料,以防止多層多道焊接時產生敏化,以及焊縫金屬吸收焊接氣氛中的C和N后造成晶間腐蝕。控制焊縫中 Ni、Cu和Mo的含量,防止Ni、Cu和Mo含量超過臨界值,接頭在氯離子介質中產生應力腐蝕。
可以焊(han)(han)前(qian)預熱或(huo)(huo)焊(han)(han)后進行熱處(chu)理(li)的(de)焊(han)(han)接構件(jian),可選用與(yu)母(mu)材金屬化學成分相(xiang)同的(de)焊(han)(han)接材料(liao);對于(yu)不(bu)允許預熱或(huo)(huo)焊(han)(han)后不(bu)能進行熱處(chu)理(li)的(de)焊(han)(han)接構件(jian),應(ying)選用奧氏體不(bu)銹鋼焊(han)(han)接材料(liao),以保(bao)證焊(han)(han)縫(feng)具有良好的(de)塑性(xing)和韌性(xing)。
當采用(yong)同質的(de)焊(han)接材料(liao)時,接頭的(de)耐腐蝕性能與鐵素體(ti)母材接近,但焊(han)縫金屬晶(jing)粒為粗大的(de)鐵素體(ti)組織,韌性很差(cha)。須通過(guo)焊(han)后(hou)熱處理,使焊(han)接接頭的(de)塑性得(de)到改善(shan),韌性略有提高(gao)。
3. 475℃脆性的防止(zhi)
475℃脆性是高鉻鐵素體不銹鋼管焊接時的主要問題之一。焊接時采取小的熱輸入,窄道焊接并控制道間溫度,縮短鐵素體不銹鋼焊接接頭在這個溫度區間的停留時間,以防止475℃脆性的產生。
一旦出現(xian)475℃脆(cui)性(xing),可以(yi)在(zai)600℃以(yi)上溫(wen)度短(duan)時間加熱,再以(yi)較(jiao)快(kuai)的速度冷卻,給(gei)予(yu)消(xiao)除(chu)。
4. 焊后(hou)熱處理
對于同質材料焊成的鐵素體不銹鋼管焊接接頭,熱處理的目的是使焊接接頭組織均勻化,使過飽和碳和氮完全析出,鉻來得及補充到貧鉻區,以恢復其耐蝕性;同時也可改善焊接接頭的塑性,從而提高其塑性及耐蝕性。焊后熱處理溫度為750~800℃,是一般的回火溫度,實際上是空冷的退火處理。值得注意的是,退火后應快冷,以防止475℃脆性產生。
5. 熱輸入
在焊(han)接(jie)過程中,應采用小的熱輸人進行施焊(han),以減少高(gao)溫脆化和475℃脆性(xing)的影響。
當選用的焊接材料與母材金屬的化學成分相當時,必須按上述工藝措施進行。如選用奧氏體不銹鋼(gang)焊接材料,則可免除焊前預熱和焊后熱處理,但對于不含穩定化元素的鐵素體型不銹鋼管焊接接頭來說,熱影響區的粗晶脆化和晶間腐蝕問題不會因填充材料改變而變化。奧氏體或奧氏體-鐵素體焊縫金屬基本上與鐵素體型不銹鋼母材等強度;但在某些腐蝕介質中,這種異質焊接接頭的耐蝕性可能低于同質的接頭。

