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压力容器常用不锈钢材料的焊接特点介绍!

发布日期:2019-07-20 作者: 点击:

1、奥氏体型不锈钢的焊接工艺要点

奥氏体不锈钢可采用焊条电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊以及埋弧焊等。

奥氏体不锈钢焊接时正确选用焊接材料,尽量选用含碳量较低和含稳定化元素(Nb)的焊接材料,以避免碳与铬形成化合物引起晶界处贫铬,从而提高焊缝抗晶间腐蚀的能力;选用含有适量铁素体促进元素(Cr、Mo、Si等)的奥氏体不锈钢焊接材料,可获得奥氏体加少量铁素体双相组织的焊缝,以提高奥氏体不锈钢焊缝的耐晶间腐蚀能力和抗热裂纹的能力;采用窄焊道焊接技术,尽量采用不摆动或少量摆动焊接,并在保证熔合良好的条件下,尽量采用较小的焊接电流、较低的电弧电压和较快的焊接速度;焊接过程中必须将焊件保持较低的层间温度,必要时可采用强制冷却(如水冷、吹压缩空气等)措施以控制层间温度和焊后温度,尽量减少焊缝在450~850摄氏度范围内停留时间。

2、马氏体不锈钢的焊接工艺要点

此类不锈钢当采用同材质焊条进行焊接时,应选用低氢或超低氢型焊条,须经高温烘干处理。

(1)预热和后热:预热温度一般为100~350摄氏度,当w(C)小于0.05%时,预热温度为100~150摄氏度,当w(C)为0.05~0.15%时,预热温度为200~250摄氏度;当w(C)大于0.15%时,预热温度为300~350摄氏度。为进一步防止氢致裂纹,对于含碳量较高或拘束度大的焊接接头,在后热处理前还应采取必要的后热措施。

(2)焊后热处理:Cr13型马氏体不锈钢焊接接头通常需要进行焊后热处理,其目的在于降低焊缝热影响区的硬度,改善接头的塑性和韧性,消除或降低焊接残余应力,焊后处理有回火和完全退火。

3、铁素体不锈钢的焊接工艺要点

普通铁素体不锈钢焊接时应该注意以下几点:

(1)焊前将焊件预热到150摄氏度以上,层间温度保持不低于预热温度,注意控制层间温度不可过高,以防止高温脆化和475摄氏度脆化。

(2)采用小的热输入、窄焊道焊接技术,防止在450摄氏度以上停留时间长。

(3)焊后进行750~800摄氏度退火处理,使碳化物球化,铬分布均匀,可恢复耐蚀性和改善接头的塑性。退火后快冷,防止σ相析出和475摄氏度脆化。

(4)采用奥氏体不锈钢焊条焊接,焊前不必预热,焊后不可作热处理。

铁素体不锈钢的焊接材料,原则上应选用合金含量与母材相近的焊条或焊丝,以保证焊接接头的均质性,只有在焊前无法预热,焊后难于热处理的情况下,才选用合金成分较高的奥氏体不锈钢焊接材料。采用奥氏体不锈钢焊接材料有利于提高焊接接头的塑性、韧性,但对于不含稳定化元素的铁素体不锈钢,热影响区的敏化难以消除。Cr25~Cr30铁素体不锈钢,常用的奥氏体不锈钢焊接材料是Cr25~Ni13型。Cr16~Cr18铁素体不锈钢,常用的奥氏体不锈钢焊接材料是Cr19~Ni10型、Cr18~Ni12Mo型。

4、铁素体-奥氏体双相不锈钢的焊接工艺要点

(1)Cr18型双相不锈钢:这类钢焊接性好,焊接热裂纹和冷裂纹的敏感性小,接头脆化倾向小,因此,焊前无需预热,焊后也无需热处理。

此类钢焊接时,若接头的局速度较大,需严格控制氢的含量,防止产生氢致裂纹。对于薄板、薄壁管的封底焊接,宜采用钨极氩弧焊,并控制焊接热输入;对于中厚板封底焊以外的焊接,可采用焊条电弧焊、气体保护焊和埋弧焊。

(2)Cr23无Mo型不锈钢:其与Cr18型双相钢一样焊接性良好,焊接热裂纹和冷裂纹的敏感性小,接头脆化倾向小,因此,焊前无需预热,焊后也无需热处理。焊接时为获得良好的相比例及防治各种脆化相析出,应控制焊接热输入在10~25kJ/cm的范围内,层间温度不超过150摄氏度。

(3)Cr22型不锈钢:焊接性良好,焊接热裂纹和冷裂纹的敏感性小,接头脆化倾向小,因此,焊前无需预热,焊后也无需热处理。当焊接材料选择合适、焊接热输入控制在10~25kJ/cm、层间温度不超过150摄氏度时,焊接接头具有良好的综合性能。对于这类钢的焊接,应严格控制焊材及焊接过程中的氢来源,防止氢致裂纹。

(4)Cr25型不锈钢:具有良好的焊接性。但要控制热输入,一般控制在10~25kJ/cm、层间温度不超过150摄氏度以防止焊接接头塑性、韧性及耐腐蚀性能大幅度降低。此类钢优先选用Cr25-Ni9-Mo4型超低碳双相不锈钢焊接材料。当焊接接头耐蚀性有更高要求时,可选用不含Nb的高Mo型镍基合金焊接材料。另外要控氢,以防止氢致裂纹。


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关键词:压力容器,不锈钢材料

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