浙江至德鋼業(yè)有限公司技術(shù)研究人員,根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為避免奧氏體不銹鋼焊接熱裂紋的措施主要有以下幾點(diǎn):
1. 冶金措施
a. 焊縫金屬中增添一定數(shù)量的鐵素體組織,使焊縫成為奧氏體-鐵素體雙相組織,能很有效地防止焊縫熱裂紋的產(chǎn)生。這是由于鐵素體能夠溶解較多的硫、磷等微量元素,使其在晶界上數(shù)量大大減少;同時(shí)由于奧氏體晶界上的低熔點(diǎn)雜質(zhì)被鐵素體分散和隔開,避免了低熔點(diǎn)雜質(zhì)呈連續(xù)網(wǎng)分布,從而阻礙熱裂紋的擴(kuò)展和延伸。常用以促成鐵素體的元素有鉻、鉬、釩等。
b. 控制焊縫金屬中的鉻鎳比,對(duì)于18-8型不銹鋼來說,當(dāng)焊接材料的鉻鎳比小于1.61時(shí),就易產(chǎn)生熱裂紋;而鉻鎳比達(dá)到2.3~3.2時(shí),就可以防止熱裂紋的產(chǎn)生。這一措施的實(shí)質(zhì)也是保證有一定量的鐵素體存在。
c. 在焊縫金屬中嚴(yán)格限制硼、硫、磷、硒等有害元素的含量,以防止熱裂紋的產(chǎn)生。對(duì)于不允許存在鐵素體的純奧氏體焊縫,可加入適當(dāng)?shù)腻i,少許的碳、氮,同時(shí)減少硅的含量。
上述冶金因素主要是通過焊接材料(焊條、焊絲和焊劑)的化學(xué)成分來調(diào)整。目前我國生產(chǎn)的18-8型不銹鋼焊條的熔敷金屬,都能獲得奧氏體-鐵素體雙相組織。
2. 工藝措施
a. 采用適當(dāng)?shù)暮附悠驴诨蚝附臃椒?,使母材金屬在焊縫金屬中所占的分量減少(即小熔合比)。與此同時(shí),在焊接材料的化學(xué)成分中加入抗裂元素,且其有害雜質(zhì)硫、磷含量比母材金屬中的少,即其化學(xué)成分優(yōu)于母材金屬,故應(yīng)盡量減少母材金屬熔入焊接熔池的量。
b. 盡量選用低氫型焊條和無氧焊劑,以防止熱裂紋的產(chǎn)生。
c. 焊接參數(shù)應(yīng)選用小的熱輸入(即小電流快速焊)在多層焊時(shí),要等前一層焊縫冷卻后再焊接下一層焊縫,層間溫度不宜高,以避免焊縫過熱。施焊過程中焊條不允許擺動(dòng),采用窄焊縫的操作技術(shù)。
d. 選擇合理的焊接結(jié)構(gòu)、焊接接頭形式和焊接順序,盡量減少焊接應(yīng)力,可以減少熱裂紋的產(chǎn)生。
e. 在焊接過程結(jié)束和中途斷弧前,收弧要慢且要設(shè)法填滿弧坑,以防止弧坑裂紋的形成。
以上幾條工藝措施,對(duì)于防止液化裂紋和高溫低塑性裂紋都是有效的。焊接有低塑性裂紋傾向的材料時(shí),還應(yīng)適當(dāng)注意焊縫金屬的高溫強(qiáng)度,但不宜過高。