为了克服普通高铬铁素体不锈钢在焊接过程中出现的晶间腐蚀和焊接接头脆化而引起的冷裂纹,在焊接工艺上应采取以下措施:
①. 焊前预热
预热温度为100~200℃,目的在于使被焊材料处于韧性较好的状态和降低焊接接头的应力。随着钢中铬的含量提高,预热温度也相应提高。
②. 焊后热处理
焊后对焊接接头区域要进行750~800℃退火处理,使过饱和碳和氨完全析出,使铬充分地补充到贫铬区,以恢复其耐蚀性,同时也可改善焊接接头的塑性。值得注意的是,退火后应快冷,以防止475℃脆性产生。
③. 采用小的热输入
在焊接过程中,应采用小的热输入进行施焊,以减少高温脆化和475℃脆性的影响。
当选用的焊接材料与母材金属的化学成分相当时,必须按上述工艺措施进行。如选用奥氏体不锈钢焊接材料,则可免除焊前预热和焊后热处理;但对于不含稳定化元素的铁素体不锈钢焊接接头来说,热影响区的粗晶脆化和晶间腐蚀问题不会因填充材料的改变而变化。奥氏体或奥氏体-铁素体焊缝金属基本上与铁素体不锈钢母材等强度;但在某些腐蚀介质中,这种异质焊接接头的耐蚀性可能低于同质的接头。
极低碳的高铬铁素体不锈钢板厚小于5mm时焊前可不预热,焊后也不必进行热处理,可使焊接接头仍保持足够的韧性,耐腐蚀性也好。焊接工艺的重点是使焊缝金属中碳加氮的含量不高于母材金属的含量,首先焊接材料必须满足这一要求。焊接方法应选择高能量的等离子弧焊和真空电子束焊。要求焊接材料不得污染;焊接熔池、焊缝背面都要有效保护,防止空气的侵入。除采用小的热输入进行焊接外,焊缝背面可用惰性气体保护,并最好采用通冷却水的铜垫板,以减少过热,增加冷却速度。多层焊时层间温度要控制在100℃左右。
铁素体不锈钢焊接技巧:
①. 采用窄焊道焊接,如小的焊接线能量、较快的焊接速度等;
②. 使焊丝的受热末端始终处在保护气体中;
③. 采用先进的焊接技术,如等离子电弧焊、熔化极电弧焊等;
④. 熄弧后应继续通保护气体,直至冷却充分;
⑤. 用纯净度高的氩气保护焊接熔池;
⑥. 焊缝背面应采用惰性气体保护;
⑦. 对于多层焊接,应用不锈钢刷子清除层间氧化物。