半奧氏體沉淀硬化不銹鋼管焊接工藝特點(diǎn)及焊材選擇

浙江至德鋼業(yè)有限公司半奧氏體沉淀硬化不銹鋼管焊接工藝如下：

一、焊接特點(diǎn)

? ?半奧氏體沉淀硬化不銹鋼管，塑性和韌性都良好。所以通常在退火狀態(tài)下進(jìn)行施焊。焊接特點(diǎn)如下：

1. 當(dāng)焊縫與母材成分相同，要求同材質(zhì)焊接時(shí)，在焊接熱循環(huán)的作用下，可能出現(xiàn)下列問題。

? ? a. 由于焊縫及近縫區(qū)加熱溫度遠(yuǎn)高于周圍溫度，鐵素體相比例有所增加，鐵素體含量過高將可能引起接頭脆化。

? ? b. 在焊接高溫區(qū)，碳化物特別是鉻的碳化物大量溶入奧氏體固溶體，提高了固溶體中有效合金元素含量，進(jìn)而增加了奧氏體的穩(wěn)定性，降低了焊縫及近縫區(qū)的M，點(diǎn)，使奧氏體在低溫下都難以轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，造成焊接接頭的強(qiáng)度難以與母材相匹配。為此，必須采用適當(dāng)?shù)暮负鬅崽幚恚固蓟镂龀觯档秃辖鹪氐挠行Ш浚龠M(jìn)奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變，通常的措施是焊接結(jié)構(gòu)的整體復(fù)合熱處理。其中包括以下幾個(gè)方面。

? ? 焊后調(diào)整熱處理：746℃加熱3h后空冷，使鉻的碳化物從固溶體中析出，提高M(jìn)s點(diǎn)，促進(jìn)馬氏體轉(zhuǎn)變。

? ? 低溫退火：930℃加熱1h后水淬，使Cr23C6等碳化物從固溶體中析出，可大大提高M(jìn)。點(diǎn)。

? ? 冰冷處理：在低溫退火的基礎(chǔ)上，立即進(jìn)行冰冷處理（-73℃保持3h），使奧氏體幾乎全部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，然后升溫到室溫。

?2. 當(dāng)不要求同材質(zhì)等強(qiáng)焊接時(shí)，可采用奧氏體型（Cr18Ni9、Cr18Ni12Mo2）焊接材料，焊縫與熱影響區(qū)均沒有明顯的裂紋敏感性。

二、焊接方法

? ?這類鋼可采用焊條電弧焊、鎢極氬弧焊等焊接方法進(jìn)行焊接。

三、焊接材料的選擇

?1. 焊接材料選擇與母材金屬相同的材料作為填充金屬，其目的是使焊接接頭性能與母材金屬相當(dāng)。到目前為止尚未研制出一種與母材金屬成分相當(dāng)?shù)暮笚l，所以如要求焊縫金屬成分與母材金屬成分相同時(shí)，不能采用焊條電弧焊。采用鎢極氬弧焊的方法焊接這類鋼時(shí)，焊絲可從母材金屬上截取，或者熔煉出與母材金屬成分相當(dāng)?shù)陌魻詈附z。焊后還需進(jìn)行下列的整體復(fù)合熱處理才能使焊接接頭力學(xué)性能與母材金屬等效。

? ?a. 焊后調(diào)整處理

? ? ? 在746℃保溫3h后空冷，析出鉻的碳化物，使固溶的合金元素下降，相變溫度點(diǎn)（Ms）上升，為奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體創(chuàng)造條件。

? ?b. 低溫退火

? ? ?在930℃保溫1h后水冷，進(jìn)一步從固溶體中析出Cr23C6 等碳化物，使合金元素有效含量大大降低，可使殘余奧氏體的相變溫度提高155～166℃。

? ?c. 冰冷處理

? ? ?在低溫退火后立即進(jìn)行冰冷處理，使其在-73℃保持3h以上，然后自然升至室溫，使母材金屬中的奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織，在焊縫中僅殘留少量的奧氏體，其他全部轉(zhuǎn)為馬氏體組織。

? ?d. 時(shí)效硬化處理

? ? ?其處理溫度和時(shí)間對(duì)焊接接頭的組織和性能影響較大。當(dāng)回火時(shí)間相同，而回火溫度從350℃增至600℃時(shí)，焊接接頭中殘余奧氏體減少，回火馬氏體增多，組織變得細(xì)小而球化，析出碳化物增多。同樣在回火溫度不變時(shí)，回火時(shí)間短，則焊接接頭中殘余奧氏體相增多，馬氏體回火不充分，析出碳化物較少，對(duì)焊接接頭性能不利；反之，回火時(shí)間延長(zhǎng)，殘余奧氏體相減少，馬氏體逐漸球化、細(xì)小而密布、析出碳化物也增多，對(duì)焊接接頭強(qiáng)化效果明顯提高。

? 整體復(fù)合熱處理工藝較為復(fù)雜，但是能使焊接接頭基本達(dá)到與母材金屬等強(qiáng)度。

?2. 選擇與母材金屬成分不同的異種焊接材料，可用于不要求等強(qiáng)度或等耐蝕性能的焊接接頭。焊接方法有焊條電弧焊和鎢極氬弧焊。

? ? 焊條電弧焊時(shí)，可選用E308、E308L、E309、E310或E316等型號(hào)不銹鋼焊條。

? ? 鎢極氬弧焊時(shí)，可選用 H0Cr21Ni10、H0Cr19Ni12Mo2、H1Cr24Ni13或 H1Cr26Ni21等牌號(hào)不銹鋼焊絲。

? ? 使用上述焊接方法焊接時(shí)，焊前不要預(yù)熱，焊后不需要進(jìn)行一系列的熱處理，就能獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。

? ? 0Cr17Ni7AI半奧氏體沉淀硬化不銹鋼的自動(dòng)脈沖TIG焊接工藝參數(shù)見本章工程實(shí)例1。PH15-7Mo半奧氏體沉淀硬化不銹鋼的自動(dòng)脈沖TIG焊接工藝參數(shù)見表8-12。

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