浙江至德钢业有限公司为您整理各种不锈钢焊接特点与方法介绍如下:
一、奥氏体不锈钢的焊接特点
奥氏体不锈钢具有良好的焊接性。
1. 热裂纹
奥氏体不锈钢焊接时,主要是其枝晶方向性强,线膨胀系数大,焊缝冷却时收缩应力大,容易出现热裂纹,并且变形倾向大。生产中防止热裂纹的措施有:采用焊缝金属为奥氏体-铁素体双相组织的焊条焊接奥氏体不锈钢;采用低氢焊条促使焊缝金属晶粒细化,减小焊缝中有害杂质,提高焊缝的抗裂性;采取尽量快的焊速,等待焊层冷却后再焊下一道,以减小焊缝过热;焊接结束或中断时,收弧要慢,填满弧坑,防止弧坑裂纹;选用较小的焊接电流。
2. 晶间腐蚀
当焊缝及热影响区在450~850℃温度范围保持一段时间后,可能在晶界会析出铬的碳化物,发生晶间腐蚀倾向。在焊接过程中,母材和焊缝金属的局部区域在此危险温度区间内停留时,会给焊接接头造成晶间腐蚀。有时焊后进行热处理也会造成晶间腐蚀。
生产中避免晶间腐蚀的措施有:采取尽可能快的焊接速度;焊条不横向摆动;多焊道时,等前一焊道冷却到60℃左右时再焊下一道;与腐蚀介质接触的焊缝最后焊接;尽量减少焊接接头在危险温度范围内停留的时间。
二、铁素体不锈钢的焊接特点
①. 铁素体型不锈钢在加热和冷却过程中不发生相变,不会产生淬火硬化现象。
②. 被加热到950℃以上的部分(焊缝及热影响区)晶粒长大倾向严重,且不能用焊后热处理的方法使粗大晶粒细化,接头韧性降低,增加冷裂倾向。
③. 焊缝及热影响区如在400~600℃温度范围停留,容易出现“475℃脆性”。在650~850℃温度区间停留,则易引起8相析出脆化。
④. 焊接时应注意在上述两个温度区间的加热和冷却速度。600℃以上短时加热后空冷可消除475℃脆化;加热至930~980℃急冷,可消除8相析出脆化。
⑤. 焊前预热可防止裂纹产生。
三、马氏体不锈钢的焊接特点
①. 马氏体型不锈钢具有强烈的淬硬倾向,焊接时热影响区容易产生粗大的马氏体组织,母材含碳量越高,淬硬倾向越大。
②. 焊后残余应力较大,极易产生冷裂纹。焊接接头中氢的含量增加会加重冷裂纹倾向。
③. 马氏体型不锈钢会产生较大的过热倾向,焊接接头中受热超过1150℃的区域,晶粒长大显著,过快或过慢的冷却都可能引起接头脆化。另外,马氏体型不锈钢与铁素体型不锈钢一样也有475℃时的脆性,焊前预热和焊后热处理都必须注意。
四、双相不锈钢的焊接特点
双相不锈钢具有良好的焊接性,尽管其凝固结晶为单相铁素体,但在一般的拘束条件下,焊缝金属的热裂纹敏感性很小,当双相组织的比例适当时,其冷裂纹敏感性也较低。但应注意,双相不锈钢中毕竟具有较高的铁素体,当拘束度较大及焊缝金属含氢量较高时,还存在焊接氢致裂纹的危险。因此,在焊接材料选择与焊接过程中应控制氢的来源。
五、沉淀硬化不锈钢的焊接特点
沉淀硬化马氏体不锈钢具有良好的焊接性,进行同材质等强度焊接时,在拘束度不大的情况下,一般不需要焊前预热或后热,焊后热处理采用与母材相同的低温回火时效将可获得等强度的焊接接头。当不要求等强度的焊接接头时,通常采用奥氏体类的焊接材料焊接,焊前不预热、不后热,焊接接头中不会产生裂纹,在热影响区,虽然形成马氏体组织,但由于碳含量低,没有强烈的淬硬倾向,在拘束度不大的情况下,不会产生焊接冷裂纹。值得注意的是,如果母材中强化元素偏析严重,如铸件的质量较差,将恶化焊接热影响区的焊接性与塑韧性。
析出硬化半奥氏体不锈钢具有良好的焊接性,当焊缝与母材成分相同时,即要求同材质焊接时,在焊接热循环的作用下,将可能出现如下问题。
①. 焊缝及近缝区铁素体含量过高将可能引起接头的脆化。
②. 焊接接头的强度难以与母材相匹配。
当不要求同材质等强度焊接时,可采用常用的奥氏体型焊接材料,焊缝及热影响区均没有明显的裂纹敏感性。
析出硬化奥氏体不锈钢A-286钢虽然有较多的时效强化合金元素,但其焊接性与半奥氏体析出强化不锈钢的焊接性相比,采用通常的熔焊工艺时,裂纹敏感性小,焊前不需要预热或后热。焊后按照母材时效处理的工艺进行焊后热处理即可获得接近等强度的焊接接头。对于17-10P钢,尽管严格控制了硫的含量,但由于磷的质量分数高达0.30%,高温时磷化物在晶界的富集不可避免、由此造成近缝区具有很大的热裂敏感性与脆性,致使熔化焊工艺难以采用,一些特种焊工艺,如闪光焊及摩擦焊工艺比较适合该钢的焊接。