為了克服普通純度高鉻鐵素體型不銹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. 預熱
鐵素(su)體不銹(xiu)鋼管在(zai)室溫時(shi)韌(ren)性(xing)較低(di),焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)時(shi)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭易形成高(gao)(gao)溫脆化,在(zai)一(yi)定條件下可(ke)能產生(sheng)裂紋(wen)。通(tong)過(guo)(guo)預(yu)熱(re),使焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭處于富(fu)有韌(ren)性(xing)的(de)狀態下施焊(han),能有效地防止裂紋(wen)的(de)產生(sheng);但是,焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)時(shi)的(de)熱(re)循環(huan)又(you)(you)會使焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭近縫區的(de)晶(jing)粒急劇長大粗化,從而引起(qi)脆化。為此,預(yu)熱(re)溫度的(de)選擇(ze)要慎重,一(yi)般(ban)控(kong)制在(zai)100~150℃,目的(de)在(zai)于使被(bei)焊(han)材(cai)(cai)料處于韌(ren)性(xing)較好的(de)狀態和降低(di)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭的(de)應力(li)。隨著母材(cai)(cai)金屬中含鉻量的(de)提高(gao)(gao),預(yu)熱(re)溫度可(ke)相(xiang)應提高(gao)(gao)。預(yu)熱(re)溫度過(guo)(guo)高(gao)(gao),又(you)(you)會使焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭過(guo)(guo)熱(re)而脆硬。
2. 焊接(jie)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)前預熱或焊(han)(han)后進行熱處(chu)理(li)的焊(han)(han)接構(gou)件,可選用與母(mu)材(cai)(cai)金屬化學成分(fen)相同(tong)的焊(han)(han)接材(cai)(cai)料;對于不允許預熱或焊(han)(han)后不能進行熱處(chu)理(li)的焊(han)(han)接構(gou)件,應(ying)選用奧氏(shi)體不銹鋼焊(han)(han)接材(cai)(cai)料,以保證焊(han)(han)縫具有良好的塑性和韌性。
當采(cai)用同質(zhi)的(de)(de)焊接(jie)材(cai)料時,接(jie)頭(tou)的(de)(de)耐腐蝕性(xing)能與鐵素(su)體(ti)母(mu)材(cai)接(jie)近,但焊縫金(jin)屬晶粒為粗大(da)的(de)(de)鐵素(su)體(ti)組織,韌性(xing)很(hen)差。須通過焊后熱處(chu)理,使焊接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)(de)塑性(xing)得到改善,韌性(xing)略有提高。
3. 475℃脆性的(de)防止
475℃脆性是高鉻鐵素體不銹鋼管(guan)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475℃脆性,可以(yi)在600℃以(yi)上溫度短時間加熱,再以(yi)較快(kuai)的速度冷卻,給予消除。
4. 焊(han)后熱處(chu)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(shu)入
在焊接(jie)過程中,應采用小的熱輸人進行(xing)施焊,以減少高溫(wen)脆(cui)化和475℃脆(cui)性的影響。
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焊(han)接(jie)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(guan)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。

