浙江至德鋼業有限公司半奧氏體型沉淀硬化不銹鋼的焊接工藝介紹


一、焊接特點


  這類鋼的焊接方法有焊條電弧焊、惰性氣體保護的鎢極氬弧焊(MIG)等。焊接時,由于焊接熱循環的特點,在焊接接頭會出現下列情況:①. 由于焊縫及近縫區加熱溫度遠遠高于其固溶溫度,焊接接頭區鐵素體含量有所增加,導致冷卻后焊接接頭區鐵素體相比例增高;②. 這類鋼與其他類型不銹鋼一樣,焊接的高溫作用可使各種碳化物特別是鉻的碳化物溶解,其合金元素溶于固溶體中,相當于提高了該區域內有效合金元素的含量,碳和鉻合金元素的有效含量增加,使相變溫度點(馬氏體轉變溫度Ms)大大降低,甚至在-73℃低溫條件下,奧氏體也不能轉變為馬氏體組織為此,焊后必須進行適當的熱處理,使碳化物析出,降低固溶合金的有效含量,使相變溫度上升,從而有利于奧氏體向馬氏體轉變,達到鋼材所具有高的強度和韌性。


二、焊接材料的選擇


 1. 選擇與母材金屬相同的材料作為填充金屬 目的使焊接接頭力學性能與母材相當。到目前為止尚未研制出一種與母材成分相當的焊條,故不能進行焊條電弧焊。采用鎢極氬弧焊焊接這類鋼時,焊絲可從母材中截取,或者熔煉出與純母材成分相當的棒狀焊絲。為了能使焊接接頭力學性能與母材等效,焊后還需進行下列整體復合熱處理:


  a. 焊后調質處理


     在746℃保溫3h后空冷,析出鉻的碳化物,使固溶合金元素下降,相變溫度點(Ms)上升,為奧氏體轉變為馬氏體創造條件。


  b. 低溫退火


    在930℃保溫1h后水冷,進一步從固溶體中析出Cr23C6等碳化物,使合金元素有效含量大大降低,可使殘余奧氏體的相變溫度提高155~166℃。


  c. 冰冷處理


    在低溫退火后立即進行冰冷處理,使其在-73℃保持3h以上,然后自然升至室溫,使母材中的奧氏體全部轉變為馬氏體,在焊縫中僅殘留少量的奧氏體,其他全部轉為馬氏體組織。


  d. 時效硬化處理


    其處理溫度和時間對焊接接頭的組織和性能影響較大。當回火時間相同,而回火溫度從350℃增至600℃時,焊接接頭中殘余奧氏體減少,回火馬氏體增多,組織變得細小而球化,析出碳化物增多。同樣在回火溫度不變時,回火時間短,則焊接接頭性能不利;反之,回火時間的延長,殘余奧氏體相減少,逐漸形成馬氏體且細小而密布,析出碳化物也增多,對焊接接頭強化效果明顯提高。


  整體復合熱處理工藝較為復雜,但是能使焊接接頭基本達到與母材金屬等強度。


 2. 選擇與母材成分不同的異種焊接材料 用于不要求等強度或等耐蝕性的焊接接頭。焊接方法有焊條電弧焊和鎢極氬弧焊。


  焊條電弧焊時,可選用E308、E308L、E309、E310和E316等型號的不銹鋼焊條。


  鎢極氬弧焊時,可選用 H06Cr21Ni10、H03Cr19Ni12Mo2、H03Cr24Ni13 或H12Cr26Ni21 等牌號的不銹鋼焊絲。



  使用上述焊接方法焊接時,焊前不要預熱,焊后不需要進行一系列的熱處理,就能獲得優質的焊接接頭。







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