1. 马氏体高合金耐热钢焊接材料


   马氏体耐热钢焊接通常要求采用铬含量和母材基本相同的同质填充焊丝和焊条。列入我国国家标准的高铬马氏体钢焊条品种尚不全。在实际生产中,为保证接头的性能,常选用相当国际标准的国外公司生产的焊条。高铬马氏体耐热钢,如X20CrMoV12和X20CrMoWV12-1等钢用的焊条、氩弧焊填充焊丝和埋弧焊焊丝-焊剂组合,推荐采用符合欧盟标准的ECrMoWV12B42H5、WCrMoWV12Si 和 SCrMoWV12/SAFB265DCH5焊条、焊丝和焊剂。这些焊条和焊丝的化学成分和焊缝金属的力学性能分别列于表2-8和表2-9。


 表2-8 X20CrMoV12-1和X20CrMoWV12-1高合金耐热钢焊条和焊丝的典型化学成分


8.jpg

9.jpg


2. 铁素体高合金耐热钢焊接材料


   高铬铁素体耐热钢通常多采用焊条电弧焊和钨极氩弧焊。高铬铁素体耐热钢的焊接填充金属基本有三类:①. 合金成分基本与母材匹配的高铬钢填充材料;②. 奥氏体铬镍高合金钢;③. 镍基合金。对于在高温下长期运行的焊件,不推荐采用奥氏体钢填充金属。而镍基合金由于价格昂贵,只有在特殊的场合下才采用。列入我国国家标准(GB/T983-1995)的铁素体耐热钢焊条只有两种,即E430-16(G302)和E430-15(G307),适用于17%以下的各种高铬铁素体耐热钢。


   由于在铁素体耐热钢中常见的铁素体形成元素铝钛难以通过电弧过渡到焊缝金属,故迄今为止尚未研制出与这些铁素体耐热钢成分完全匹配的焊条。为克服这一难题,可采用钨极氩弧焊或等离子弧焊。在惰性气体Ar的保护下,焊丝中的Al、Ti和Nb等元素不发生烧损而大部分过渡到焊缝金属中。高铬铁素体耐热钢焊丝推荐采用美国AWSA5.9/A5.9M:2006焊丝标准中规定的三种高铬合金钢焊丝。这些焊丝的牌号和标准化学成分列于表2-10。


10.jpg


3. 奥氏体高合金耐热钢焊接材料


   奥氏体耐热钢焊接填充材料的选择首先要保证焊缝的致密性,无裂纹和气孔等缺陷。同时应使焊缝金属的热强性基本与母材等强。这就要求其合金成分大致与母材成分匹配。其次应考虑焊缝金属内铁素体含量的控制,对于长期在高温下运行的奥氏体钢焊件,焊缝金属内铁素体的体积分数不应超过5%。为提高全奥氏体焊缝金属的抗裂性,选用锰达6%~8%的焊接填充材料是一种行之有效的解决办法。表2-11列出我国常用的奥氏体耐热钢焊条和焊丝的标准型号和牌号以及所适用的母材牌号。



   一种奥氏体耐热钢可采用几种焊条或焊丝来焊接,这主要取决于焊件的工作条件,即温度、介质和运行时间。气体保护焊和埋弧焊焊丝原则上应具有不同的合金成分,因为在埋弧焊过程中,焊剂或多或少对焊接熔池产生渗硅作用,合金成分铬亦会有一定程度的烧损。而在惰性气体保护焊时,因无任何冶金反应,焊丝中的合金成分基本上不会烧损。某些对氧亲和力特别高的元素,如钛、铝等可能因保护气氛混人微量氧气而产生微量的烧损。因此惰性气体保护焊焊丝的合金成分基本上与母材成分相同。


4. 弥散硬化耐热钢焊接材料


   弥散硬化耐热钢可以采用任何一种能用于奥氏体耐热钢的焊接方法进行焊接。因为至今尚未研制出与母材强度完全匹配的弥散硬化耐热钢焊条,比较适用的焊接方法有:钨极惰性气体保护焊、熔化极惰性气体保护焊和等离子弧焊。埋弧焊的热量输入较高,弥散硬化耐热钢焊丝供应也有困难,其应用范围较窄。


   弥散硬化耐热钢焊接时,如果要求接头达到与母材相等的高强度,则填充材料的合金成分应与母材基本相同。对于弥散硬化奥氏体耐热钢,由于存在焊接裂纹问题,不强求填充金属成分与母材完全一致。在一般情况下,可以采用奥氏体耐热钢或镍基合金填充金属。表2-12列出推荐用于弥散硬化耐热钢的焊条和焊丝。


12.jpg