异种钢焊接焊条选用原则

异种钢焊接焊条选用原则
异种钢焊接焊条选用原则

①强度级别不同的碳钢+低合金钢(或低合金钢+低合金高强钢)一般要求焊缝金属或接头的强度不低于两种被焊金属的最低强度,选用的焊条熔敷金属的强度应能保证焊缝及接头的强度不低于强度较低铡母材的强度,同时焊缝金属的塑性和冲击韧性应不低于强度较高而塑性较差铡母材的性能。因此,可按两者之中强度级别较低的钢材选用焊条。但是,为了防止焊接裂纹,应按强度级别较高、焊接性较差的钢种确定焊接工艺,包括焊接规范、预热温度及焊后热处理等。②低合金钢+奥氏体不锈钢应按照对熔敷金属化学成分限定的数值来选用焊条,一般选用铬和镍含量较高的、塑性和抗裂性较好的Cr25-Ni13型奥氏体钢焊条,以避免因产生脆性淬硬组织而导致的裂纹。但应按焊接性较差的不锈钢确定焊接工艺及规范。③不锈复合钢板应考虑对基层、复层、过渡层的焊接要求选用三种不同性能的焊条。对基层(碳钢或低合金钢)的焊接,选用相应强度等级的结构钢焊条;复层直接与腐蚀介质接触,应选用相应成分的奥氏体不锈钢焊条。关键是过渡层(即复层与基层交界面)的焊接,必须考虑基体材料的稀释作用,应选用铬和镍含量较高、塑性和抗裂性好的Cr25-Ni13型奥氏体钢焊条。

①考虑焊缝金属力学性能和化学成分对于普通结构钢,通常要求焊缝金属与母材等强度,应选用熔敷金属抗拉强度等于或稍高于母材的焊条。对于合金结构钢,有时还要求合金成分与母材相同或接近。在焊接结构刚性大、接头应力高、焊缝易产生裂纹的不利情况下,应考虑选用比母材强度低的焊条。当母材中碳、硫、磷等元素的含量偏高时,焊缝中容易产生裂纹,应选用抗裂性能好的碱性低氢型焊条。②考虑焊接构件使用性能和工作条件对承受载荷和冲击载荷的焊件,除满足强度要求外,主要应保证焊缝金属具有较高的冲击韧性和塑性,可选用塑、韧性指标较高的低氢型焊条。接触腐蚀介质的焊件,应根据介质的性质及腐蚀特征选用不锈钢类焊条或其他耐腐蚀焊条。在高温、低温、耐磨或其他特殊条件下工作的焊接件,应选用相应的耐热钢、低温钢、堆焊或其他特殊用途焊条。③考虑焊接结构特点及受力条件对结构形状复杂、刚性大的厚大焊接件,由于焊接过程中产生很大的内应力,易使焊缝产生裂纹,应选用抗裂性能好的碱性低氢焊条。对受力不大、焊接部位难以清理干净的焊件,应选用对铁锈、氧化皮、油污不敏感的酸性焊条。对受条件限制不能翻转的焊件,应选用适于全位置焊接的焊条。④考虑施工条件和经济效益在满足产品使用性能要求的情况下,应

选用工艺性好的酸性焊条。在狭小或通风条件差的场合,应选用酸性焊条或低尘焊条。对焊接工作量大的结构,有条件时应尽量采用高效率焊条,如铁粉焊条、高效率重力焊条等,或选用底层焊条立向下焊条之类的专用焊条,以提高焊接生产率。

异种钢焊接方案11

发放编号文件编号 山东胜星化工150万吨常减压装置 异种钢焊接 焊接方案 山东淄建集团工业设备安装分公司 2014-07-22

焊接(方案)报审表

1、适用范围 本作业指导书适用于减压塔到减压炉DN800复合管与不锈钢管焊接作业。 2、引用标准 DL/T 869—2004《火力发电厂焊接技术规程》 DL/T 868—2004《焊接工艺评定规程》 DL/T 679—1999《焊工技术考核规程》 DL/T 820—2002《管道焊接接头超声波检验技术规程》 DL/T 821—2002《钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程》 JB3223-96《焊条质量管理规程》 DL5009.1-2002《电力建设安全工作规程》 3、编写依据 相关图纸及说明 公司《焊接工艺评定》 4、工程概况 4.1工程简介 本工程位于广饶大王,150万吨常减压装置 5、作业准备和条件 5.1人员 5.1.1施焊人员 施焊人员必须经培训考试合格,持有相应项目的合格证,焊前进行相应的仿样合格。 5.2焊接工、机具 5.2.1焊机 焊机选用ZX7-400S型逆变弧焊整流器。 5.2.2焊接工具 焊枪选用QQ—85°/150A型。 氩气减压器选用AT—15型。 5.3焊接材料 5.3.1焊条和焊丝 焊工凭班(组)长、技术员填写的焊接任务单到材料库领取焊接材料。合金焊接材

料需经焊接技术人员或质检人员签字方可发放。 焊条使用前应按照说明书的要求进行烘焙,并且重复烘焙次数不得超过2次;焊条领用后应装入保温筒,随用随取,保持焊条的温度和干燥度。 领取焊条时要求认真检查焊条外观,不得使用药皮破裂或药皮脱落的焊条;并核实所领用的焊条是否与焊接任务单上的一致。 当班未用完的焊条要求交回材料库统一保管。严格执行焊接材料发放和回收的有关规定。 5.3.2氩气 所用氩气的纯度不得低于99.95%。氩气瓶集中放置在专用的瓶架上。 氩气皮管布置整齐、不影响通道,同时要防止人员、机具和材料挤压氩气皮管,以免影响氩气保护效果。 5.3.3钨极 选用铈钨极,牌号为Wce-20,规格为2.0mm。 5.4焊前准备 氩气瓶、焊接设备必须尽量靠近施焊位置,以利焊工操作,为保证焊接质量、节约氩气创造条件。 焊工上岗前领取氩气皮管、工具包、焊条保温筒、焊接清理工具如榔头、錾子和钢丝刷等。 焊工还需配备专用扳手和防护眼镜。 施焊前准备钨极,钨极放入专用的钨极盒内。 检查焊枪和氩气皮管是否漏气。 氩气减压器、焊机电流表和电压表等必须符合公司计量管理的要求。 5.5防风、防雨措施 由于施工区域多雨、多雾,风大,必须采取相应的防风、防雨措施;高温天气作业时,防止气瓶爆炸。 5.6焊前清理 厂家供应的设备应检查坡口是否符合要求,是否在运输过程中被损坏。焊前必须将坡口和坡口两侧10~15mm范围内的铁锈、油、漆、污垢等清理干净,直至发出金属光泽。 要求坡口处母材无裂纹、重皮、坡口损伤及毛刺等缺陷,用手触摸光滑不刮手。

常用异种钢焊接选用的焊接材料38282

常用异种钢焊接选用的焊接材料 接头钢号 焊条电弧焊钨极氩弧焊埋弧焊CO 2 气体保护焊型号牌号牌号焊丝钢号焊剂型号焊剂牌号焊丝钢号 Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、10、20、20g、20G、20R与16Mn、16MnR E4303 E4315 (GB/T5117) J422 J427 TIG—J50 TG—50 H08MnSiA H08A H08MnA (GB/T14957) HJ401—H08A (GB/T5293) HJ431 H08MnSiA (GB/T14958) Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、10、20、20g、20G、20R与15MnVR、15MnNbR、 20MnMo E4315 E5015 (GB/T5118) J427 J507 H08Mn2SiA H10MnSi (GB/T14957) H08MnA (GB/T14957) HJ401—H08A (GB/T5293) HJ431 H08Mn2SiA (GB/T14958) Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、10、20、20g、20G、20R与13MnNiMoNbR、18MnMoNbR、20MnMoNb、07MnMoVR E4315 E5015 (GB/T5118) J427 J507 H08Mn2SiA H10MnSi (GB/T14957) H08MnA (GB/T14957) HJ401—H08A (GB/T5293) HJ431 H08Mn2SiA (GB/T14958) Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、10、20、20g、20G、20R与12CrMo、12CrMoG、15CrMo、15CrMoG、15CrMoR、14Cr1Mo、14Cr1MoR、12Cr1MoV、12Cr1MoVG E4315 E5015 (GB/T5118) J427 J507 H08Mn2SiA H10MnSi (GB/T14957) H08MnA (GB/T14957) HJ401—H08A (GB/T5293) HJ431 H08Mn2SiA (GB/T14958)E309—15 (GB/T983) A307 Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、10、20、20g、20G、20R与12Cr2Mo、12Cr2MoG、12Cr2Mo1、12Cr2MoR、 E309—15 (GB/T983) A307 H1Cr24Ni13 HJ260 Q23AF、Q23A、Q23B、Q23AC、10、20、20g、20G、20R与1Cr5Mo E4315 (GB/T5118) J427 H10MnSi (GB/T14957) H08MnA (GB/T14957) HJ401—H08A (GB/T5293) HJ431 H08Mn2SiA (GB/T14958)E309—15 (GB/T983) A307 H1Cr24Ni13 HJ260

异种钢焊接三种匹配

不同匹配SA335P91/12Cr1MoV异种钢接头力学性能研究/Study on the mechan ical properties of welded joints o f Heterogeneous steels (SA335P91 a nd 12Cr1MoV) 随着电力工业的迅速发展,我国火电机组现在主要为300MW,600MW级的亚临界压力机组。在主蒸汽运行温度为540℃和工作压力为16MPa或24MPa时,采用传统的12Cr1MoV耐热钢已经不能满足使用要求,目前广泛采用进口的SA335P91钢,虽然SA335P91钢能够满足生产实际要求,但价格昂贵,生产中必然面临SA335P91/12Cr1MoV异种钢的焊接问题。目前生产中通常采用低匹配(焊接材料的强度与低强度12Cr1MoV母材的强度相近为低匹配),中匹配(所选用焊接材料的强度介于两侧母材强度之间为中匹配)和高匹配(所选用焊接材料的强度与高强度SA335P91母材的强度相近为高匹配)进行施工,三种匹配哪种更佳是生产中最为关心的问题,所以合理评估三种匹配的性能无疑具有非常现实的意义。通过用光学显微镜、扫描电镜、电子拉伸、示波冲击、硬度等试验方法对SA335P91/12Cr1MoV异种钢高、中、低三种匹配的焊接接头的组织和性能进行了系统地研究,结果表明: SA335P91/12Cr1MoV异种钢三种匹配的焊缝组织均为回火索氏体,SA335P91母材组织为回火索氏体,12Cr1MoV母材组织为铁素体+珠光体。三种匹配的12Cr1MoV一侧的近缝区有脱碳层,其相对应的焊缝金属有增碳层,低匹配脱碳层窄,中匹配脱碳层较宽,高匹配脱碳层最宽。三种匹配的焊接接头焊缝金属的维氏硬度均高于两侧母材,高匹配的力学性能不均匀程度最严重,其次为中匹配、低匹配。三种匹配的异种钢焊接接头室温具有良好的塑性,随着温度的增高,三种匹配焊接接头的屈服强度、抗拉强度均降低,断面收缩率和延伸率均上升,静力韧度下降,其中高匹配的静力韧度下降最为显著。低匹配、中匹配、高匹配的异种钢焊接接头其焊缝金属的脆性转变温度(FATT)分别为7 8℃、79℃、91℃。SA335P91/12Cr1MoV异种钢高、中、低三种匹配的焊接接头的综合性能为低匹配焊接接头最佳、中匹配次之、高匹配最差。

浅析异种金属材料物理性质对焊接的影响

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/cc120640.html, 浅析异种金属材料物理性质对焊接的影响 作者:花雷生 来源:《中国高新技术企业》2016年第08期 摘要:异种的金属材料由于其物理性的不同对焊接的结果会产生不同的影响。在实际的工程焊接中,异种金属焊接的需求非常多,根据焊接金属材料的不同可以将焊接分为异种钢材料焊接、异种有色金属焊接、钢材料与有色金属的焊接。鉴于异种金属对焊接的影响,在进行异种金属的焊接过程中通常需要注意一些事项,文章对此进行了研究。 关键词:异种金属材料;物理性质;焊接质量;相溶性;焊接工艺文献标识码:A 中图分类号:TG453 文章编号:1009-2374(2016)08-0061-02 DOI:10.13535/https://www.360docs.net/doc/cc120640.html,ki.11-4406/n.2016.08.032 异种金属材料焊接指的是两种或者多种金属材料进行的焊接工作,最为常见的是铜和铝的焊接。除了金属的物理性质不同,对同种金属材料而言,同种材料的不同种性质的存在,比如钢材料的Q235和16Mn焊接,物理性质的不同使得同种金属在焊接时也要采用不同的焊接技术,只有这样才会保障焊接的质量。 1 金属的物理性质不同对焊接的影响 1.1 金属的熔点 在两种金属焊接的过程中,要将两种金属融化。假如这两种金属的熔点相差较小,都在100℃之内的话,焊接就非常容易;但是如果金属的熔点相差很大,比如一种金属的熔点在100℃之内,另一种金属的熔点在100℃以上或是两种金属熔点温度差在100℃以上,在焊接的时候就会出现这样的情况:熔点温度低的金属在加热的过程中熔化成液体,而熔点高的金属由于没有达到熔点就没有熔合;熔点高的金属在焊接过程中会出现凝固收缩情况,对部分凝固的金属形成压力,导致在焊接的过程中出现裂缝。 1.2 热导率和比热容的差异 不同种金属的热导率和比热容存在着差异,当两种金属的热导率和比热容差异比较大的时候,会出现热输入不平衡的情况。在焊接的过程中金属熔化的不均匀,导致焊接的缝隙出现变化,两侧金属的结晶情况也会发生转变。比如热导率比较高的金属在焊接的过程中容易受到热的影响,在冷却的过程中也会迅速发生冷却出现淬硬现象,而热导率较低的金属在焊接的过程中会出现过热的情况。 1.3 线膨胀系数

异种金属焊接注意事项

异种金属焊接注意事项 一、异种金属焊接存在的问题 异种金属焊接所存在的一些固有问题也阻碍了它的发展,如异种金属熔合区的 构成和性能,异种金属焊接结构的破坏多半发生在熔合区,由于靠近熔合区各 段上焊缝结晶特点不同,又易形成性能不好的,成分变化的过渡层。 另外,由于处在高温的时间长,这一区域的扩散层会扩大,会进一步使金属的 不均匀性增加。而且异种金属焊接时或焊后经热处理或经高温运行后,经常发 现低合金一侧的碳通过焊缝边界向高合金焊缝中“迁移”的现象,分别在熔合 线两侧形成脱碳层和增碳层,在低合金一侧母材形成脱碳层,在高合金焊缝一 侧形成增碳层。 防碍和阻止异种金属结构的使用和发展主要表现在以下几个方面: (1)在室温下,异种金属焊接接头区的机械性能(如拉伸、冲击、弯曲等)一般优于被焊母材的性能,但高温下或高温长期运行后,接头区的性能劣于母材。 (2)在奥氏体焊缝与珠光体母材之间存在一个马氏体过渡区,该区韧性较低,是 一个高硬度脆性层,也是导致构件失效破坏的薄弱区,它会降低焊接结构的使 用可靠性。 (3)焊后热处理或高温运行过程中碳迁移会导致在熔合线两侧分别形成增碳层和 脱碳层。一般认为脱碳层由于碳的减少而导致该区域组织、性能发生较大变化

(一般是劣化),从而使得该区域容易在服役过程中发生早期失效。很多服役中的高温管线或者试验中的高温管线的失效部位都集中在脱碳层。 (4)失效与时间,温度和交变应力等条件有关。 (5)焊后热处理不能消除接头区的残余应力分布。 (6)化学成分的不均匀性。 异种金属焊接的时候,由于焊缝两侧的金属和焊缝的合金成分有着明显的差别,焊接过程中,母材和焊材都会熔化并相互混合,混合的均匀程度随着焊接工艺的改变而改变,而且焊接接头不同的位置,混合均匀程度也有很大差异,这就造成了焊接接头化学成分的不均匀性。 (7)金相组织的不均匀性。 由于焊接接头化学成分的不连续,经历了焊接热循环后,焊接接头各个区域出现不同的组织,往往在某些区域出现极其复杂的组织结构。 (8)性能的不连续性。 焊接接头的化学成分和金相组织的差异,带来了焊接接头力学性能的不同。沿焊接接头的各个区域强度、硬度、塑性、韧性、冲击性能、高温蠕变、持久性能都有很大差别。这种显著的不均匀性使得焊接接头不同区域在相同的条件下,表现出来的行为有很大的差异,出现弱化区域和强化区域,尤其是在高温的条件下,异种金属焊接接头在服役过程中经常出现早期失效。

异种钢焊接

异种钢接头的焊接 1.异种钢接头定义。异种钢接头主要包括两方面概念:即不同组织(重点指奥氏 体和非奥氏体钢)钢之间的焊接;不同强度等级、不同化学成分(其组织基本类似)钢之间的焊接。其中不同组织钢材之间的焊接难度最大。 2.奥氏体和非奥氏体异种钢焊接主要有三个问题: 焊接时母材的稀释:由于母材的稀释,会出现对裂纹相当敏感的马氏体组织。例如当低碳钢、低合金钢和不锈钢焊接时,若用一般不锈钢焊材,由于焊缝金属被低碳钢或低合金钢稀释,往往会产生奥氏体和马氏体组织,而熔合线附近,会产生马氏体带;若用低碳钢或低合金钢焊材,不锈钢一侧被稀释部分及焊缝金属会产生马氏体和奥氏体组织,从而引起开裂的危险。 焊接残余应力和热应力:在焊接热循环或使用温度下,由于两种材料抗膨胀系数和导热性不同(或热膨胀系数和导热性近似,但由于强度等级不同而带来的形变差异)引起的热应力,焊接后残余应力较大且在热处理后不能消除。碳钢、低合金钢和珠光体耐热体的热膨胀系数大体相同,而奥氏体不锈钢热膨胀系数比碳钢等材料大30~50%,而导热系数却只有碳钢等材料的1/3。 碳扩散:当铁素体钢和奥氏体钢焊接后,焊接接头重复加热或高温使用时,在铁素体钢一侧,由于碳原子的迁移(扩散),使含碳量减少而形成软化带,而在奥氏体钢一侧却由于碳的过剩而形成硬化带,对于焊接碳稳定化元素不同的材料时,也应注意高温运行条件下的脱碳影响。 上述三个问题的综合作用的结果是:整个异种钢焊接接头是一个成分、组织和性能严重不均的非均匀体,是构件的局部薄弱地带,这种非均匀体在力学检验和运行中均会出现应力、变形集中和失效的局域化,因此在选择焊接材料时,要充分考虑其焊接工艺性、常温力学性能和长期运行性能,更重要的是要考虑其长期运行性能。 3.异种钢接头焊接材料的选择 不同强度等级铁素体或珠光体类型钢之间焊接:包括低合金高强度钢(18MnMoNbg等)与碳钢、一般耐热钢(12Cr1MoV等)与碳钢、高合金耐热钢(SA-213 T91等)与碳钢、一般耐热钢(12Cr1MoV等)与高合金耐热钢(SA-213 T91

异种金属激光焊接关键问题研究

异种金属激光焊接关键问题研究 现代工程结构要求对异种金属材料进行焊接。激光焊接具有密度高、焊缝深宽比大、热影响区窄以及变形小等特点,成为异种金属材料焊接的有效方法。异种金属激光焊接过程包含多种效应,机制复杂。比如,材料性能差异对焊缝微观组织与宏观性能的影响;焊接熔池的形成、演化机制;熔池凝固过程焊接缺陷及残余应力形成等。围绕异种金属激光焊接过程中的关键问题,国内外开展了诸多研究工作,对此进行了全面阐述。在此基础上,指出异种金属材料激光焊接研究中的不足及发展方向。 1 引言 异种金属材料焊接是解决构件同时满足多方面性能要求的有效途径。焊接方法有多种,比如氩弧焊(TIG)、电阻焊、摩擦焊、电子束焊以及激光焊等。与其他焊接方法相比,激光焊具有热源密度集中、焊缝深宽比大、热影响区小、可控性好等特点,而且相对电子束焊,激光焊接气压要求低,通常不需要真空环境。异种金属激光焊接始于20世纪70年代,目前成为航空航天、船舶制造、汽车制造诸领域重要的先进制造技术之一。 异种金属激光焊接过程包含多种物理效应。具体表现为:金属材料对激光的吸收;激光材料相互作用引起的材料相变;能量与动量的传递与转换;光致等离子体对激光的散射与吸收;熔池形成及演化;匙孔(keyhole)效应以及熔池凝固等。从复杂物理现象中提取科学问题,并对这些科学问题开展研究工作具有重大意义。 2 异种金属激光焊接关键问题 异种材料激光焊接机制复杂。比如,焊接材料热物性随温度变化差异;异种金属对于激光的吸收率差异及其随温度变化特性;熔池形成及演化机制;凝固过程焊缝熔化区与热影响区组织演化;激光焊接接头缺陷的形成、焊接残余应力与变形产生等。但其关键问题可归结为材料性能差异对焊缝微观组织与宏观性能的影响;焊接熔池的形成、演化机制和熔池凝固过程焊接缺陷及残余应力形成。 2.1 材料性能差异对焊接接头微观组织与宏观性能的影响 异种金属材料具有热物性差异(常见金属热物性见表1所示),这种差异是影响焊接过程的最主要因素。具体表现为:异种材料熔点不同,熔点低的材料达到熔化状态时,熔点高的材料仍呈固体状态,这时已经熔化的材料容易渗入过热区的晶界,造成低熔点材料的流失、合金元素烧损或蒸发,使焊缝的化学成分发生变化,力学性能难以控制,尤其是焊接异种有色金属时更为显著。异种材料线膨胀系数差异导致熔池结晶时产整较大焊接应力与焊接变形,由于焊缝两侧材料承受的应力状态不同,容易导致焊缝及热影响区产生裂纹,甚至导致焊缝金属与母材的剥离。材料的热导率和比热容差异使焊缝金属的结晶条件变坏,晶粒严重粗化,并影响难熔金属的润湿性能。异种材料焊接时易产生金属间化合搦,同时会发生组织变化,导致焊接接头力学性能下降,尤其是热影响区容易产生裂纹,甚至发生断裂。向时,材料膨胀系数、热导率和比热容等热物性参数随温度变化而变化,导致异种材料激光焊接过程更加复杂。 表1 部分常用金属热物性参数(室温) 点击图片查看大图

异种钢的焊接

异种钢的焊接 摘要:本文介绍了采用手工钨极氩弧焊(GTAW )进行SA234WPB 与SA182-F304L 钢的焊接,对产生缺陷的原因进行了分析,并提出了改进意见。 关键词: 异种钢 焊接 GTAW 焊 前言 在秦山坎杜核电站1#、2#堆的管道安装中有两个重要系统:33410(停堆冷却系统)、34320(堆芯应急冷却系统),这两个系统上的管道与流量孔板连接的异种钢接头共有48道焊口要进行焊接。所有管道或管件材料为SA106GR.B 或SA234WPB ,流量孔板的材料为SA182-F304L ,其公称直径及壁厚分别为10″(273mm )×0.718″(18.24mm )和12″(324mm )×0.843″(21.41mm )。根据现场的实际安装情况,要求全部采用手工钨极氩弧焊(GTAW )进行该对接接头(坡口为V 、J 型见图1)的根部打底焊接,所焊的焊口背面必须采用氩气(Ar )进行保护。焊缝级别为核一级,且全部要求100%PT 、100%RT 和100%UT 检验,并执行美国ASME 标准。以下只叙述SA234WPB 和SA182-F304L 钢的焊接。 1. 焊接性 通过对资料的查找得知SA182-F304L (UNS :S30403)属于奥氏体不锈钢,相当于国内材料00Cr19Ni10;SA234WPB 属于中、高温锻制碳钢,相当于国内材料22g 。SA234WPB 与SA182-F304L 钢的焊接相当于碳钢与不锈钢的焊接,也就是珠光体钢与奥氏体钢的焊接。 接头及坡口形式:对接接头,坡口为J 型 和V 型(由于特殊原因有些改成该型),见图1。 根据设计要求所采用的焊接材料:焊丝为ERNiCr-3(φ3.2mm )相当于因康镍82,焊条为ENiCrFe-3(φ2.4mm )相当于Ni307A (外方只提供该直径焊条、丝)。其母材、焊材的化学成分及力学性能见表1、表2。 由于两种钢在化学成分、金相组织和力学性能方面相差甚远,在焊接时会出现下列问题: (1) 焊缝金属的稀释 由于在珠光体钢与奥氏体钢焊接时碳钢一 侧奥氏体焊缝中的母材熔入比例及合金元素浓度的变化,使得焊缝内某点距熔合线的相对距离,一般过渡层的总宽度约为0.2~0.6mm 。焊缝靠近熔合区处的稀释率很高,铬、镍含量极低, 图1

管板异种钢焊接工艺评定 毕业论文

目录 第一章绪论 (2) 1.1焊接技术概述 (3) 1.2现代焊接的特征 (3) 1.3异种材料焊接的发展 (4) 1.4异种材料焊接的方法 (4) 1.5异种材料焊接的工艺特点 (5) 第二章0Cr18Ni9Ti与20MnMo钢的焊接性 (6) 2.10C R18N I9T I的化学成分及力学性能介绍 (6) 2.20C R18N I9T I焊接性分析 (7) 2.30C R18N I9T I焊接缺陷的分析 (10) 2.420M N M O的化学成分和力学性能 (14) 2.5合金元素对20M N M O性能的影响 (15) 2.620M N M O的焊接性分析 (16) 2.720M N M O焊接缺陷的分析 (21) 第三章焊接方法的选择 (23) 3.1焊接方法及焊材选择 (23) 3.2焊前准备 (24) 3.3预热和焊后热处理 (25) 3.4焊接工艺参数的选择 (25) 第四章焊接检验 (26) 4.1焊接前的检验 (27) 4.2焊接过程中的检验 (27) 4.3焊后成品检验 (28) 4.4焊缝返修和合格焊缝 (28) 结论 (29) 致谢 (30) 参考文献 (31)

第一章绪论 在科学技术飞速发展的当今时代,焊接已经成功地完成了自身的蜕变。很少有人注意到这个过程何时开始,何时结束。但它确确实实地发生在过去的某个时段。我们今天面对着这样一个事实:焊接已经从一种传统的热加工技艺发展到了集材料、冶金、结构、力学、电子等多门类科学为一体的工程工艺学科。而且,随着相关学科技术的发展和进步,不断有新的知识融合在焊接之中。 1.1 焊接技术概述 焊接是一种将材料永久性的连接,并成为具有给定功能结构的制造技术。几乎所有的产品,从几十万吨巨轮到不足1克的微电子元件,在生产制造中都不同程度地应用到焊接技术。焊接已经渗透到制造业的各个领域,直接影响到产品的质量、可靠性和寿命以及生产的成本、效率和市场反应速度。 近年来,焊接已由一个单一的加工工艺发展成为有科学基础有广泛应用范围和前景的焊接工程和焊接产业,在这些产业中,焊接在其中占有重要地位,是决定其产品使用安全的关键。有些直接出焊接产品或在现场装焊接后投入使用,有些是作成主体结构然后在其上安装动力和机电设备后应用,有焊接结构的质量和安全保证在整体结构设计合理的情况下,主要决定与焊接联结部位的结构、材料匹配、工艺设计、先进的焊接制造工艺及设备和准确的无损检测技术,这些都决定了焊接联结部位的的内在和外观质量,形成了分布在各工业和基础设施建设部门各具特色的焊接结构行业,同时也形成了结构焊接需要的焊接设备行业和焊接材料行业。这些行业是互相关联促进的行业。焊接结构已有日新月异的发展:在装备制造业结构中用焊接结构局部或全部代替铸件或锻件结构和由局部铸件或锻件焊接成组合结构是大重型结构发展的方向,可大大节约大型铸锻车间及其设备的基本建设投资和生产过程的能源消费,同时还可缩短生产周期;在各种建筑行业广泛采用钢质焊接结构代替钢筋混凝土结构,可达到大跨度、轻自重、工厂造、设计优、工程在建周期短、环境污染少,基础费用省,折除后材料可循环使用,因而符合目

异种钢焊接技术标准4.

第四部分异种钢焊接技术标准 目次 前言 (1536) 1范围 (1538) 2引用标准 (1538) 3一般规定 (1538) 4焊前准备 (1540) 5钢材和焊接材料 (1541) 6焊接工艺_ (1541) 7焊后热处理 (1545) 8质量检验 (1545) 9技术文件 (1546) 1范围 本标准规定了在火力发电厂承压部件的设计、制作、安装和检修工作中,以及在火力发电厂承压部件上焊接非承压件时,奥氏体钢、马氏体钢、贝氏体钢、珠光体钢之间的异种钢焊接技术要求。 本标准适用于采用手工电弧焊、手工钨极氩弧焊、等方法 2引用标准 本标准依据DL/T752-2001制定 3一般规定 3.1 焊接人员 参加异种钢焊接工作的焊接人员应符合DL5007和DL/I'679的要求,并取得相应的工作资格。 金相和光谱检验人员应取得电力行业相应的检验资格。焊工在分别取得异种钢两侧钢材、规格、相应位置和焊接材料的焊接合格证之后,经培训考核合格,方可上岗施焊。3.2钢材组合与焊缝分类 3.2.1根据钢材供货金相组织形态,异种钢焊接分为3类6组:A类异种钢接头的一侧为奥氏体钢,另一侧为其他组织形态钢种;M类异种钢接头的一侧为马氏体钢,另一侧为非奥氏体的其他组织形态钢种;B类异种钢接头的一侧为贝氏体钢,另一侧为珠光体钢,其主要组合见表1。

表1异种钢焊接接头分类表 3.3材料 3·3·1母材和焊接材料的规格、型号和其他技术要求应符合合同规定的设计文件的规定,并具有出厂合格证明书和质量保证书。 3·3·2施工前应对材料按其标准进行检查验收,对材质有怀疑时,应按规定进行复验,合格后方可使用。 3.4焊接设备和检验器具 3·4·1焊接设备、热处理设备和检测器具应具有标有计量等级的出厂合格证, 量的计量器具应具有有效的定期检定证明。 3·4·2焊接设备、热处理设备应具有参数稳定、调节灵活和安全可靠等性能。 3.5焊接工艺 3·5·1焊接前,应根据母材的焊接性、结构特点、设计要求,按照有关工艺评定的规定进行焊接工艺评定。 3.5.2应进行焊接工艺评定,并在焊接工艺评定合格的基础上,结合施工现场的条件编制焊接工艺指导书。焊接工艺指导书的主要内容是: a)坡口型式、尺寸和加工方法及防污、防锈要求; b)对焊接方法、焊接设备及焊接材料的要求; c)定位焊及装配要求; d)预热方法及规范,层间温度控制; e)焊接规范; f)焊道和层数安排及作业时间的控制要求,连续焊接要求以及被迫中断焊接时的对应措施; g)焊缝层间清理要求; h)后热和焊后热处理方法和规范; i)质量检验项目、标准以及返修规定。 3.6质量要求 异种钢焊接接头质量要求应符合DLS007对I类焊缝质量要求的规定。 3.7安全要求 异种钢焊接工作(包括焊接、热处理和检验)必须遵守有关安全、环保、定。 3.8技术档案 异种钢焊接的技术资料应作为焊接工程技术资料的组成部分,防火规程的规按有关规定收集、记录、整理和归档。 4焊前准备 4.1焊缝布置 4.1.1异种钢焊缝的设置应满足设计及有关规程对锅炉受热面管子、管道焊缝位置的要求。

异种钢焊接的特点及工艺

异种钢焊接的特点及工艺 摘要:由于异种钢接头两侧的母材无论从化学成分上还是物理、化学性能上都存在着差异,因此,焊接时,要比同一种钢自身之间的焊接要复杂得多。正确地选用焊材是焊接异种钢的关键,焊接接头的质量和使用性能与所选用的焊材密切相关。本文通过对异种钢焊接的特点及工艺的描述,以供同行业参考。 关键词:异种钢焊接特点工艺 一、异种钢焊接概述及其焊接特点 1.异种钢焊接概述 两种牌号不同的钢之间的焊接称之为异种钢焊接,它是属于异种金属焊接中应用最为广泛的一类接头。对于异种钢焊接接头又可分为两种情况,第一类为同类异种钢组成的接头,这类接头的两侧母材虽然化学成分不同,但都属于铁素体类钢或都属于奥氏体类钢;第二类接头为异类异种钢组成,即接头两侧的母材不属于同一类钢,例如一侧为铁素体类钢,另一侧为奥氏体类钢(如奥氏体不锈钢)。对于母材都属于铁素体类钢,其焊缝采用奥氏体不锈钢焊条或镍基焊条焊接的接头,也属于第二类接头。 2.焊接特点 2.1预热、缓冷、焊后热处理,特别是针对中厚板、拘束力较大的焊接,采用一定温度的预热、缓冷以及焊后消应力热处理的措施,可以有效地减小焊接应力,降低冷裂倾向。 2.2焊缝金属化学成分的不均匀,熔焊时,焊缝是由局部熔化的母材和熔化的焊条金属形成,不同的坡口型式和焊接参数,熔合比也不同,为确保焊缝金属成分的稳定性,防止焊缝因熔合比过大在熔合区产生马氏体组织,因此在焊接时要控制焊接参数等,减小熔合比的影响。 2.3熔合区碳的迁移,异种钢焊接在焊后热处理后往往会在低合金钢侧母材上形成脱碳层,高合金钢侧形成增碳层,导致熔合区接头的塑性下降,硬度增加,可能在熔合区产生破坏,所以在异种钢焊接时,采用隔离层堆焊,防止碳迁移现象。 2.4熔合区应力的形成,由于异种钢焊接两种金属的线膨胀系数不一样,焊接时可产生较大的残余应力,这种应力即使通过消应力热处理也无法消除,而熔合区这个薄弱地带往往受到这个应力的影响,极易在此附近造成焊接接头的破坏,所以我们要控制这种异种钢的焊接接头,可采用隔离层堆焊后用同种钢焊条焊接则接头的性能可大为改善。 二、异种钢焊接工艺要点 1.焊材选择 正确地选用焊材是焊接异种钢的关键,焊接接头的质量和使用性能与所选用的焊材密切相关。异种钢接头的焊缝和熔合区,由于合金元素被稀释及碳的迁移等原因存在一个过渡区,过渡区中不但化学成分、金相组织不均匀,而且物理性能、力学性能等通常也有很大差异,可能会引起焊接缺陷(如裂纹等)或严重降低性能。为此必须按照母材的成分、性能、接头形式和使用要求等来正确选用焊材。其焊材选用的基本原则有以下几点: 1.1在焊接接头不产生裂纹等缺陷的前提下,若焊缝金属的强度和塑性不能兼顾时,则应选用塑性和韧性较好的焊材。

异种钢的焊接要点

异种钢的焊接 第一节焊接接头的特点、成分、和组织的控制 一,焊接接头的特点 异种钢焊接接头和同种钢焊接接头有本质差异,主要是熔敷金属与两侧焊接热影响区和母材存在的不均匀性,主要有: 1.化学成分不均匀。这是因为在焊接加热过程中,两侧母材的熔化量,熔敷金属和母材熔化区的成分因“稀释”作用会发生变化。接头区的成分不均匀程度不仅取决于母材、填充金属各自的原始成分,也受焊接工艺的影响,易采用小电流、浅熔深。 2.组织的不均匀性。在焊接热循环的影响下,接头内的各区域组织是不同的,而且在个别区域内还会出现复杂的组织结构。 参见舍夫勒图Nieq-- 镍当量;Creq—铬当量 (学会看舍夫勒图) 熔合比(稀释率)θ-在焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例称为熔合比。用实验测得的。 θ=A/A+B=A1+A2/A1+A2+B θ取决于焊接方法、规范、接头形式、坡口角度、药皮(焊剂)的性质以及焊条(焊丝)的倾角等因素 3.性能的不均匀性。由于组织、成分的变化,代来了性能上的不同,各种变化会呈倍数关系变化,特别是焊缝两侧的热影响区冲击值变化更大,同样高温性能如持久强度、蠕变强度变化也很大。

4.应力场分布不均匀。由于组织、成分的不同,接头的热膨胀系数和导热系数也不同,热膨胀系数不同引起塑性区域不同,残余应力不同;导热系数不同会引起热应力不同。在组织应力和热应力的共同作用下发生叠加后会产生应力峰值,导致接头发生断裂。 总之,对于异种钢焊接接头,其成分、组织、性能和应力场的不均匀是主要特点。 二,异种钢焊缝金属的成分、组织的控制 1.焊缝成分与舍夫勒组织图的关系。异种钢焊接时由于选择的焊材与母材不同,要推算焊缝金属的成分、组织及性能。舍夫勒组织图就有这个功能。(图2-3) 奥氏体形成元素的镍当量计算公式: Nieq=wNi+30wC+0.5wMn 铁素体形成元素的铬当量计算公式: Creq=wCr+wMo+1.5wSi+0.5wNb 也可以由母材、填充金属的成分和稀释率求出焊缝金属的成分。 2.影响稀释率的因素。 2.1预热的影响.预热温度高,稀释率大,因为熔深增加了;反之就小。要适中。 2.2焊接参数.电流大,稀释率大;焊接速度小,稀释率小。由于母材熔化的单位面积的大小的影响。见(图2-4) 2.3焊接方法.见(图2-5) 2.4接头形式.坡口大,稀释率小;坡口窄,稀释率变化不大。见

异种金属焊接时的焊接材料和焊接方法选择讲解

第二节异种金属焊接时的焊接材料和焊接方法选择 一、熔合区的特点 异种金属焊接时,在母材和焊缝之间有一个成分和母材或焊缝都不相同且往往介于两者之间,实际上形成了化学成分的过渡层(图3-2-1。如果焊条(或焊丝)成分和母材成分,或者两种母材的成分相差很大时,熔合区的性能将对焊接接头的性能有着很大的影响。所以,在选择焊接材料和确定焊接工艺时,不仅要考虑焊缝金属本身的成分和性能,还要考虑熔合区成分和性能。虽然熔合区的厚度极小,通常只有几个晶粒,或者更小,但它对接头的性能影响却是很大的。 实际上熔合区可分为未混合区和半熔化区。如果焊缝金属和母材金属化学成分差别愈大,愈不容易充分混合,则熔合区越明显。熔合比和稀释率高时,熔合区也更明显。熔合区金属液体存在时间越长,或液体金属流动性越好,则成分越均匀,熔合区会有所减小。熔合区成分的不均匀性,可通过调整焊接参数、热处理工艺来进行适当的改善。 图3-2-1化学元素的含量在过渡区的分布 1—化学元素在母材中的含 量大于在焊缝中的含量 时的理论分布曲线 2—化学元素在母材中的含量 小于在焊缝中的含量 时的理论分布曲线 3—实际分布曲线 二、异种钢焊接时焊接方法的选择原则 大部分的焊接方法都可以用于异种钢的焊接,只是在焊接参数及措施方面需适当考虑异种钢的特点。在选择焊接方法时,既要保证满足异种钢焊接的质量要求,又要尽可能考虑效率和经济。在一般生产条件下使用焊条电弧焊最为方便,.因为焊条的种类很多,便于选择,适应性强,可以根据不同的异种钢组合确定适用的焊条,而且焊条电弧焊熔合比小。堆焊可以降低熔合比。埋弧焊则生产效率高。焊接金相组织不同的钢,如珠光体钢和奥氏体钢焊接时,还应考虑尽量使金属熔化量降到最小限度,即尽可能地降低熔合比,以防止过渡区出现脆性的淬硬组织和裂纹等缺陷。不同的珠光体钢焊接以及珠光体钢与高铬马氏体钢焊接,采用二氧化碳气体保护焊,具有广泛实用性。高合金异种钢焊接一般采用惰性气体保护焊,一般薄件采用钨极氩弧焊,厚件采用熔化极惰性气体保护焊。电子束焊可以用于制造异种钢真空设备薄壁构件。小直径的异种钢管可用闪光对焊。形状

异种金属材料焊接接头常识

异种金属材料焊接接头常识 一、异种金属材料焊接接头的特点 异种金属材料焊接接头和同种金属材料焊接接头的本质差异和特点,在于熔敷金属两侧焊接热影响区和母材有如下诸方面的不均匀性。 1、化学成分的不均匀性 异种金属焊接时,由于焊缝两侧的金属和焊缝的合金成分有明显的差别。随着焊缝形状、母材厚度、焊条药皮或焊剂、保护气体种类的不同,焊接熔池的行为也不一样。因而,母材的熔化量也将随之而不同。熔敷金属与母材熔化区的化学成分由于相互稀释也将发生变化。由此可见,异种金属焊接接头各区域化学成分的不均匀程度,不仅取决于母材和填充材料各自的原始成分,同时也随焊接工艺而变化。例如异种金属施焊时所用的焊接电流要尽量小,熔深要浅则受稀释的影响就小。 2、组织的不均匀性 由于焊接热循环的作用,焊接接头各区域的组织也不同,而且,往往在局部的地方出现相当复杂的组织结构。根据舍夫勒组织图(见图1)和稀释率(见图2)可以确定异种金属焊接接头中焊缝区的组织结构。组织的不均匀性,决定于母材和填充材料的化学成分,同时也与焊接方法、焊道层次、焊接工艺以及焊后热处理过程有关。若能在工艺上适当调整,可以使焊接接头的组织不均匀程度得到一定的改善。

其中,θ按下式计算: 式中,B——填充材料的熔入量(用焊缝中填充材料熔化的截面面积表示);A——母材的熔入量,同样用焊缝中母材熔化的截面面积表示,A=A1+A2;A1、A2——分别为母材1、2熔入的截面面积。 3、性能的不均匀性 焊接接头各区域化学成分和组织的差异,带来了焊接接头力学性能的不同,沿接头各区域的室温强度、硬度、塑性、韧性都有很大的差别。有时在3~5个晶粒的范围内,显微硬度出现成倍的变化;在焊缝两侧的热影响区,其冲击值甚至有几倍之差。高温下的蠕变极限和持久强度也会因成分和组织的不同,相差极为悬殊。 物理性能对焊接接头影响最大的因素有热膨胀系数和热导率,它们的差异很大程度上决定着焊接接头在高温下的使用性能。 4、应力场分布的不均匀性

异种金属和镀层金属的焊接

采用机器人M IG焊工艺对多构件高强度铝合金型材组成的座椅底架焊接进行了探索和研究,经过多次实践和优化,得到了较佳的焊接工艺参数,保证了产品的焊接质量,减小了产品的变形,并应用于生产实践。图2表1参2 20094224 铝合金2A16的激光焊接工艺研究/李建莉 //热加工工艺. 2009,38(1):139~140,143以1.2mm厚2A16铝合金薄板为对象,研究了工作电流、焊接速度、离焦量、保护气体流量对焊缝成形的影响。焊后进行金相观察、显微硬度测定以及对焊缝组织中出现的弯曲状形貌进行研究和分析。结果表明:离焦量是影响是否焊透的主要参数。焊缝组织的弯曲状形貌是由于受到焊接热循环影响所得到的等温面与晶粒成长方向正交形成。焊缝为细晶组织,焊缝窄,热影响区小。图3参4 20094225 7A52超硬铝合金焊接参数与人工时效参数的优化/何 静 //热加工工艺. 2009,38(3):91~92采用自动双丝M IG焊焊接7A52超硬铝合金,保护气体为纯氩气,焊后进行人工时效。通过正交试验分析,得出最优的工艺参数为时效温度120 、时效时间20h、摆动频率40t imes/min、焊接电流240A,在此工艺条件下所得焊接接头的冲击韧度为21.3J/ cm2,拉伸强度为269.2M Pa。图2表3参2 20094226 铝合金搅拌摩擦焊与熔化极氩弧焊接头组织性能比较/刘雪梅 //热加工工艺. 2009,38 (3):93~94 搅拌摩擦焊和熔化极氩弧焊是航空航天领域两种常用的铝合金焊接工艺方法。以70mm厚5A06铝合金作为试验材料,研究比较了用这两种方法得到的焊接接头的微观组织和性能。结果表明,搅拌摩擦焊接头晶粒细化,合金元素烧损减少,具有较高的力学性能和抗腐蚀性能。比较结果有利于根据要求选择合适的焊接方法。图1表2参3 20094227 人工时效后2816铝合金电子束焊接接头的组织与性能/黄 锐 //金属热处理. 2009,34 (1):43~45 通过金相分析、室温拉伸试验对人工时效2816铝合金电子束焊接接头组织和性能进行了研究.结果表明,电子束焊接2816铝合金薄板和厚板接头分别呈"漏斗形"及"典型钉形";焊缝区及热影响区由基体 (Al)相及 (Al) (CuAl2)等共晶相组成;人工时效后21 mm厚2816铝合金电子束焊接接头室温强度系数达到母材的77.8%.图3表2参7 20094228 脉冲固体激光器焊接铝合金工艺研究/徐 劼 //新技术新工艺. 2009(2):23~24 利用平均功率400W的脉冲固体激光器,对材料为6A02铝合金的一种焊接结构件护套进行了激光焊接工艺研究。结果表明:N d:YAG激光器可以用于铝合金护套的焊接,但应采用自动焊,要配备自动变心转动夹具或机械手及自动送丝系统。还应充气压保护,以提高焊接质量及稳定性。图1表2参1 20094229 含Nd钛合金中富Nd第二相颗粒在电子束焊接过程中的演化及其对拉伸断裂行为的影响/蔡建明 //航空材料学报. 2009,29(1):27~31采用光学金相显微镜(O M)和扫描电子显微镜(SEM)等手段,研究了一种含稀土元素N d的T i60钛合金在电子束焊接过程中富,N d第二相颗粒的演化及室温拉伸时的断裂特征。经过电子束焊接过程的快速熔化和凝固,T i60钛合金中富N d第二相颗粒经历了回溶和重新形核析出的过程,由原来的分散分布变为与凝固方向平行的断续串状分布,尺寸由原来的约10 m细化至约0.3 m。电子束焊接的焊缝及焊缝与母材的连接部位在室温拉伸时表现出了明显的沿晶脆性断裂特征。图8表2参12 20094230 TA15钛合金电子束焊平行焊缝的获得方法/赵明书 //新技术新工艺. 2009(2):105~107截面平行的焊缝是保证中大厚度焊接结构熔合区组织均匀性及力学性能连续性的重要条件,在工程中有着重要应用。在对焊缝形貌进行观察及分析的基础上,研究获得平行焊缝的工艺方法。结果表明,对焊接速度、电子束流及聚焦电流等焊接参数进行综合调节,可以有效改变焊缝形貌,使焊缝逐步趋于平行。增加偏摆扫描并控制扫描的频率和幅度,可以获得一系列具有不同熔宽的平行焊缝。图7表3参6 异种金属和镀层金属的焊接 20094231 异种金属的钎焊/庄鸿寿//焊接. 2009 (2):22~25 34

异种金属焊接

异种金属焊接技术 何康生、曹雄夫编著机械工业出版社1986年10月第一版 随着现代工业的发展,对结构和材料的要求越来越高,如造船和海洋工程要求解决大面积拼板、大型立体框架结构自动焊及各种低合金高强钢的焊接问题;石油化学工业要求解决各种耐低温及耐各种腐蚀性介质压力容器的焊接问题;航空航天工业中要求解决铝、钛等轻合金结构的焊接问题;重型机械工业中要求解决大截面构件的拼接问题;电子及精密仪表制造工业要求解决微精密焊件的焊接问题。工业产品的结构调整及技术进步对焊接技术提出了更高的要求,同时也促进了传统焊接工艺的变革与新型焊接技术的开发与应用。优质、高效、节能的现代焊接技术正逐步取代能耗大、效率低和工作环境差的传统焊条电弧焊焊接工艺,焊接技术结构性的转变必将对装备制造业技术水平与生产能力的提升发挥更加重要的作用。 现代化动力机械、化工和石油加工设备以及多种食品的许多零部件,都要在高温、巨大的载荷、强烈浸蚀性介质、电磁场或放射性环境中长期工作。因此,用来制造这些零部件的材料,必须是满足上述要求的特殊材料,如高合金钢、有色金属以及专用合金等。 显然,如果整个设备和仪器都采用贵重材料制造,不但会使生产工艺过程大为复杂化、显著提高设备和仪器的造价、更重要的是满足不了使用要求。此外,运载火箭、航天器、超音速飞机、现代化的潜艇等部门的发展更与材料性能紧密相关,这些部门要求使用的材料在低温和高温下有很高的比强度,以及在振动和高速运行时,具有足够的强度和寿命,以保证长期工作的可靠性。目前对所有材料的性能分析表明,单独使用任何一种材料都不能同时满足上述的全部要求。 通常,任何一种构件在使用过程中,其各部分所承受的载荷并不一致,一部分零件的工作条件较差,可能接近许用应力的极限值,而另一部分零件的工作条件可能只承受很小的应力。显然,在这种场合下,应用异种金属焊接结构就比较合理。 把异种金属零件连接成一个整体部件,焊接常常是最好的方法。有时也可以采用钎焊,但接头的强度和耐腐蚀等性能往往受到钎料性能的限制,不容易满足较高的使用要求。现有的机械连接法不但连接工艺复杂,而且在使用过程中多半不能满足可靠性要求。

异种钢焊接的特点及通常存在的问题

Z3CN20-09M与16MnR异种钢焊接时存在的主要问题 3.1异种钢焊接的特点及通常存在的问题 异种刚焊接时,会遇到一些特有的问题:首先,靠近熔合线的焊缝金属出现过渡层,称为凝固过渡层。在通常的焊条电弧焊情况下这个凝固过渡层的厚度在100μm左右,其成分沿着它的厚度是变化的,靠近母材的部分成分接近母材,俞远离母材其成分俞接近焊缝金属。而焊缝金属的成分既不同于填充金属又不同于母材,须要考虑母材的溶合比例才能确定。可见这个凝固过渡层是焊接异种钢会遇到的性能难以控制的区域,它在存在亦有可能影响接头的整体性能。限制这个过渡层的宽度并控制它的成分和组织,就成为焊接异种钢所要解决的第一个特有问题。其次,由于熔合线两侧存在悬殊成分差别,促使碳元素在焊后热处理或随后的加热过程中不断地从低合金侧向高合金侧迁移,使高合金侧增碳,形成增碳层,低合金处脱碳,出现脱碳层。第三,成分和组织不同的母材,其线膨胀系数不同,焊在一起时焊接应力和变形比同种钢焊接时大,而且不可能用焊后热处理方法加以消除。由于上述问题,焊接异种钢时通常要求采用较小的焊接线能量以获得较低的母材和熔合比例和较小的焊接应力和变形,此外焊接异种钢时还必须认真地填充金属材料,这种填充金属材料应该和一定比例的母材熔合以后获得的焊缝金属是符合性能要求的。选取填充金属材料还应该使凝固过渡层尽量窄小,并还要避免在过渡层内出现高合金的马氏体等不利组织。 美国、加拿大等一些国家在异种钢焊接接头早期失效情况以及异种钢焊接接头中的热应力等方面积累了大量的试验数据和实践经验。然而,国内一些已经使用奥氏体不锈钢异种钢焊接大多采用国外母材、焊材,选用厂家推荐的工艺实施焊接,其工艺试验大多数停留在验证性工艺评定的范畴,对不锈钢异种钢的焊接工艺、接头的高强持久度、接头的组织状态、接头的失效机理等缺少针对我国核电实际情况的深入研究。 3.2 Z3CN20-09M不锈钢与16MnR低合金钢异种钢焊接的难点 3.2.1焊接接头的晶间腐蚀问题 普通纯高铬铁素体型不锈钢焊接接头在焊接势循环的作用下,被加热到950℃以上温度的区域冷却下来时,会在晶粒间产生腐蚀的倾向。而后若在700~850℃进行短时间保温退火处理,又可恢复其耐蚀性。所以,焊接接头产生晶间腐蚀的位置是紧挨着焊缝的高温区。而奥氏体型不锈钢焊接接头的晶间腐蚀区是在最高温度为640~1000℃的区域,即晶间腐蚀的部位稍稍离开焊缝的区域。 奥氏体型不锈钢焊接接头晶间腐蚀的机理符合贫铬理论。不锈钢一般在退火状态下焊接,其组织为固溶微量碳和氮的铁素体及少量均匀分布的碳和氮的化合物,组织稳定,耐蚀性较好。当焊接温度高于950℃时,碳、氮的化合物逐步溶解到铁素体相之中,得到碳、氮过饱和固溶体。由于碳、氮在铁素体中的扩散速度比在奥氏体中快得多,在焊后冷却过程中,甚至在淬火冷却过程中,都来得及扩散到晶界区。加之晶界的碳、氮的浓度较高于晶内,故在晶界上沉淀出(Cr·Fe)23C6碳化物和Cr2N氮化物。由于铬的扩散速度慢,导致在晶界上出现贫铬固溶区。在腐蚀介质的作用下即会出现晶间腐蚀。由于铬在铁素体中的扩散比在奥氏体中快,故为了克服焊缝高温区的贫铬带,只需在700~900℃短时间保温,即可使过饱和的碳和氮能完全析出,而铬又来得及补充到贫铬区,从而恢复到原来的耐蚀性。若在600℃较长时间保温或焊接接头自900℃以上缓慢冷却,使碳、氮化物充分析出,达到或接近钢材退火状态下固溶的碳和氮含量的平衡值时,仍能保持其耐蚀性。 3.2.2焊接接头的脆化

相关文档
最新文档