马氏体双相不锈钢铸件在电焊工况之下的一些问题和解决方法

2020-05-25

双相不锈钢铸件.png

马氏体双相不锈钢铸件在电焊焊接特性:电焊焊接全过程中的弹、塑性变形地应力和应自变量挺大,却非常少出現冷裂痕。对接焊缝不会有热处理硬底化区及晶体粗壮化,故焊接抗压强度较高。

马氏体不锈钢铸件的焊接关键难题:电焊焊接形变很大;因其晶界特点和对一些少量残渣(SP)比较敏感,易造成热裂痕。

马氏体不锈钢板的5大电焊焊接难题及解决对策

01

炭化铬的产生,减少了对接焊缝抗应力腐蚀工作能力。

应力腐蚀:依据贫铬基础理论,焊接和热危害区在加温到450-850℃敏化溫度区的时候在晶界上溶解炭化铬,导致贫铬的晶界,不能抵御浸蚀的水平。

1)对于焊接应力腐蚀和目材上敏化溫度区浸蚀,可选用以下对策多方面限定:

a.降低对接焊缝及焊接的碳含量,对接焊缝中加上平稳化元素TiNb等元素使之优先选择产生MC,以防止Cr23C6产生。

b.使焊接产生马氏体加小量铁素体的双相机构。焊接中存有一定总数的铁素体时,可优化晶体,提升晶体总面积,使晶界企业总面积上的炭化铬溶解量少。

铬在铁素体中溶解性很大,Cr23C6优先选择在铁素体中产生,而不导致马氏体晶界贫铬;溜达在马氏体中间的铁素体,可避免浸蚀沿晶界向內部外扩散。

c.操纵在敏化溫度区段的等待时间。调节电焊焊接热力循环,尽量减少6001000℃的等待时间,可挑选比能量高的焊接工艺(如低温等离子氩弧焊机),

采用较小的焊接线动能,焊接反面通氩气或选用铜垫提升对接焊缝的制冷速率,降低起弧、收弧频次以防止反复加温,双层焊时与浸蚀物质的表面尽量最终焊接等。

d.焊后开展时效处理或防老化淬火(850900℃)隔热保温后空冷,以使渗碳体充足溶解,并使铬加快外扩散)。

2)、对接焊缝的刀状浸蚀,因此,可采用以下防范措施:

因为碳的外扩散工作能力较强,在制冷过程中将偏聚在晶界产生过饱和,而TiNb则因外扩散工作能力低而存留于结晶内。当对接焊缝在敏化溫度区段再度加温时,饱和碳将在晶间以Cr23C6方式溶解。

a.减少碳含量。针对带有平稳化元素的不锈钢板,碳含量不可超出0.06%。

b.选用有效的焊接方法。挑选较小的焊接线动能,以降低超温区在高溫等待时间,留意防止在电焊焊接全过程中造成中温敏化实际效果。

双面焊时,与浸蚀物质触碰的焊接应最终焊接(它是大直徑薄壁焊接钢管内焊出外焊以后开展的缘故所属),如不可以执行则应调节电焊焊接标准及焊接样子,尽量减少与浸蚀物质触碰的超温区再度遭受敏化加温。

c.焊后热处理。焊后开展热处理回火或防老化解决。

02

应力腐蚀裂开

可选用以下对策避免应力腐蚀裂开的产生:

a.恰当挑选原材料及有效调节焊接成份。高纯度铬-镍马氏体不锈钢板、高硅铬-镍马氏体不锈钢板、铁素体-马氏体不锈钢、高铬铁素体不锈钢板等具备不错的抗应力腐蚀特性,焊接金属材料为马氏体-铁素体双相钢机构时抗地应力腐蚀优良。

b.清除或减少内应力。开展焊后清除地应力调质处理,选用打磨抛光、抛丸和捶击等机械设备方式减少表层内应力。

c.有效的总体设计。以防止造成很大的应力。

03

电焊焊接热裂痕(焊接结晶体裂痕、热危害区汽化裂痕)

热裂痕敏感度关键在于原材料的成分、机构与特性。Ni易与SP等残渣产生低溶点化学物质或共晶,硼、硅等的缩松,将促进造成热裂痕。

焊接易产生专一性强的粗壮柱状晶机构,有益于危害残渣和原素的缩松。进而促进产生持续的晶间液膜,提升了热裂痕的敏感度。若电焊焊接不匀称加温,则易产生很大的拉应力,推动电焊焊接热裂痕的造成。

避免对策:

a.严控危害残渣SP的成分。

b.调节焊接金属材料的机构。双相机构焊接具备优良的抗裂纤维特性,焊接中的δ相可优化晶体,清除单相电马氏体的专一性,降低危害残渣在晶界的缩松,且δ相能融解较多的SP,并能减少页面能,机构晶间液膜的产生。

c.调节焊接金属材料铝合金成份。在单相电马氏体钢中适度提升MnCN的成分,添加小量的铈、镐、钽等营养元素(可优化焊接机构、清洁晶界),可降低热裂痕敏感度。

d.加工工艺对策。尽可能减少溶池超温,以避免产生粗壮的柱状晶,选用小线动能及小横截面焊缝。

比如25-20型马氏体钢易出現汽化裂痕。可根据严苛限定对接焊缝的残渣成分及晶粒大小,选用高效率能量相对密度的焊接工艺、小线动能和提升连接头的制冷速率等对策。

04

对接焊缝的脆裂

热强钢应确保对接焊缝的塑性变形,避免高溫脆裂;超低温用钢规定具备优良的超低温延展性,避免对接焊缝产生超低温脆性断裂。

05

电焊焊接形变很大

因导热率低、热膨胀系数大,故电焊焊接形变很大,可选用工装夹具避免形变。马氏体不锈钢板的焊接工艺和焊材的挑选:

马氏体不锈钢板能用钨极氩弧焊(TIG)、熔融极氩弧焊机(MIG)、低温等离子氩弧焊机(PAW)及电弧焊(SAW)等方式开展电焊焊接。

马氏体不锈钢铸造产品因其溶点低、传热系数小、电阻器指数大,故电焊焊接电流量较小。应选用窄焊接、窄焊缝,降低高溫等待时间,避免渗碳体溶解,降低焊接收拢地应力,减少热裂痕敏感度。

焊接材料成份尤其是CrNi铝合金原素要高过对接焊缝。选用带有小量(412%)铁素体的焊材,以确保焊接优良的抗裂纤维(冷裂、热裂、应力腐蚀裂开)特性。

焊接中不允许或不太可能存有铁素体相时,焊接材料应取用含MoMn等铝合金原素的焊材。

焊接材料中的CSPSiNb应尽量低,Nb在纯马氏体焊接中会造成凝结裂痕,但焊接中有小量铁素体可合理防止。

焊后需开展防老化或清除地应力解决的电焊焊接构造,一般采用含Nb的焊材。电弧焊用以电焊焊接中厚板,CrNi的烧蚀可根据助焊剂和焊条中铝合金原素的衔接获得填补;

因为熔深圳大学,应留意避免焊接核心区热裂痕的造成和热危害区耐蚀性的减少。应留意挑选偏细的焊条和较小的焊接线动能,焊条需低SiSP

耐高温不锈钢板焊接中铁素体成分应不超5%。CrNi成分超过20%的马氏体不锈钢,需采用高Mn68%)焊条,助焊剂采用偏碱或中性化助焊剂,以避免向焊接中增Si,以提升其抗裂纤维特性。

马氏体双相不锈钢铸件专用型助焊剂增Si非常少,可向焊接衔接铝合金,赔偿铝合金原素的烧蚀,以考虑焊接特性和成分的规定。