奥氏体不锈钢焊接特点及焊条选用

氏体不锈钢　焊接特点及　焊条选用　●技术讲座口吴树显　不锈钢是指在大气、水、酸、碱和盐等溶　２．晶间腐蚀：根据贫铬理论，焊缝和热影　液，或其他腐蚀介质中具有一定化学稳定性　响区在加热到４５０—８５０　ｏＣ敏化温度区时在晶　的钢的总称。　界上析出碳化铬，造成贫铬的晶界，不足以抵　主加元素Ｃｒ（铬）的含量，各国标准规定　抗腐蚀的程度。其预防措施如下。　不完全相同。例如，美国钢铁协会（ＡＩＳＩ）规　（１）采用低碳或超低碳的焊材，例如牌　定，以４％铬作为划分不锈钢与其他钢的界　号Ａ００２等；采用含钛、铌等稳定化元素的焊　限。　条，例如牌号Ａ１３７、Ａ１３２等。　日本工业标准ＪＩＳＧ０２０３规定，铬含量约　（２）由焊丝或焊条向焊缝熔入一定量的　大于１１％。　铁素体，形成元素，使焊缝金属成为奥氏体＋　德国ＤＩＮ和欧洲标准ＥＮ　１００２０规定，铬含　铁素体的双相组织（铁素体一般控制在４％一　量不小于１０．５％，碳含量不大于１．２％。　１２％）。　我国标准则规定，铬含量不高于１２％，能　（３）为防止焊接熔池过热，选用较小的　使钢处于钝化状态，又具有不锈的特性。根据　焊接电流和较快的焊接速度，加快冷却速度。　其显微组织的不同可分为铁素体型、马氏体　（４）对耐晶间腐蚀性能要求很高的焊件　型、奥氏体型、奥氏体＋铁素体型和沉淀硬化　进行焊后稳定化退火处理。　型不锈钢等几种。　３．应力腐蚀开裂：应力腐蚀开裂是焊接　奥氏体不锈钢通常在常温下的组织为纯　接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所　奥氏体，也有一些为奥氏体＋少量铁素体，这　产生的延迟开裂现象。奥氏体不锈钢焊接接　种少量铁素体有助于防止热裂纹。　头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失　一、奥氏体不锈钢的焊接特点　效形式，表现为无塑性变形的脆性破坏。其预　１．奥氏体不锈钢焊接容易出现热裂纹，　防措施如下。　具体预防措施如下。　（１）合理制定成型加工和组装工艺，尽　（１）尽量使焊缝金属呈双相组织，铁素　可能减小冷作变形度，避免强制组装，防止组　体的含量控制在３％以下。因为铁素体能大量　装过程中造成各种伤痕（各种组装伤痕及电　熔解有害的Ｓ、Ｐ杂质。　弧灼痕都会成为ＳＣＣ的裂源，容易造成腐蚀　（２）尽量选用碱性药皮的优质焊条，以　坑）。　焊缝金属中Ｓ、Ｐ、Ｃ等的含量。　（２）合理选择焊材：焊缝金属与母材应　１６　维普资讯 http://www.cqvip.com

有良好的匹配，不产生任何不良组织，例如晶　１．一般来说，焊条的选用可参照母材的　粒粗化及硬脆马氏体等。　材质，选用与母材成分相同或相近的焊条。例　（３）采取合适的焊接工艺，保证焊缝成　型良好，不产生任何应力集中或点蚀的缺陷，　例如咬边等；采取合理的焊接顺序，降低焊接　残余应力水平。　（４）消除应力处理：焊后热处理，例如焊　后完全退火或退火；在难以实施热处理时采　用焊后锤击或喷丸等。　如：牌号Ａ１０２对应的０Ｃｒｌ９Ｎｉ９；牌号Ａ１３７或　Ａ１３２对应的１Ｃｒｌ８Ｎｉ９Ｔｉ。　２．由于碳含量对不锈钢的抗腐蚀性能有　很大的影响，因此，一般选用熔敷金属含碳量　不高于母材的不锈钢焊条。例如３１６Ｌ必须选　用牌号Ａ０２２焊条。　３．奥氏体不锈钢的焊缝金属应保证力学　（５）生产管理措施，介质中杂质的控制，　性能，可通过焊接工艺评定进行验证。　例如液氨介质中的０　、Ｎ　、Ｈ２０等；液化石油气　４．对于在高温条件下工作的耐热不锈钢　中的Ｈ２Ｓ；氯化物溶液中的０　、Ｆｅ“、Ｃｒ６＋等；防　（奥氏体耐热钢），所选用的焊条主要应能满　蚀处理：例如涂层、衬里或阴极保护等；添加　足焊缝金属的抗热裂性能和焊接接头的高温　缓蚀剂。　性能。　４．焊缝金属的低温脆化：对于奥氏体不　（１）对Ｃｒ／Ｎｉ≥１的奥氏体耐热钢，例如　锈钢焊接接头，在低温使用时，焊缝金属的塑　１ＣｒｌＳＮｉ９Ｔｉ等，一般均采用奥氏体一铁素体不　韧性是关键问题。此时，焊缝组织中的铁素体　锈钢焊条，以焊缝金属中含２％～５％铁素体为　的存在总是恶化低温韧性。其预防措施是通　宜。。’铁素体含量过低时，焊缝金属抗裂性差；　过选用纯奥氏体焊材和调整焊接工艺获得单　若过高，则在高温长期使用或热处理时易形　一的奥氏体焊缝。　成１３＂相脆化，造成裂纹。例如牌号Ａ００２、Ａ１０２、　５．焊接接头的盯相脆化：焊件在经受一　Ａ１３７等。　．　定时问的高温加热后会在焊缝中析出一种脆　在某些特殊的应用场合，可能要求采用　性的盯相，导致整个接头脆化，塑性和韧性显　全奥氏体的焊缝金属时，可采用例如牌号　著下降。盯相的析出温度范围为６５０￣８５０￣Ｃ。在　Ａ４０２、Ａ４０７焊条等。　高温加热过程中，１３＂相主要由铁素体转变而　（２）对Ｃｒ／Ｎｉ＜ｌ的稳定型奥氏体耐热钢，　成。加热时间越长，１３＂相析出越多。其预防措施　例￣ｌＣｒ１６Ｎｉ２５Ｍｏ６等，一般应在保证焊缝金属　如下。　具有与母材化学成分大致相近的同时，增加　（１）焊缝金属中的铁素体含量（小　焊缝金属中Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ等元素的含量，使得在　于１５％）；采用超合金化焊接材料，即高镍焊　保证焊缝金属热强性的同时，提高焊缝的抗　材Ｏ　裂性。例如采用牌号Ａ５０２、Ａ５０７等。　（２）采用小规模，以减小焊缝金属在高　５．对于在各种腐蚀介质中工作的耐蚀不　温下的停留时间。　锈钢，应按介质和工作温度来选择焊条，并保　（３）对已析出的１３＂相在条件允许时进行　证其耐腐蚀性能（做焊接接头的腐蚀性能试　固溶处理，使１３＂相溶入奥氏体。　验）。　二、奥氏体不锈钢的焊条选用要点　（１）对于工作温度在３００℃以上、有较强　不锈钢主要用于耐腐蚀，也用作耐热钢　腐蚀性的介质，必须采用含有Ｔｉ或Ｎｂ稳定化　和低温钢。因此，在焊接不锈钢时，焊条的性　元素或超低碳不锈钢焊条。例如牌号Ａ１３７或　能必须与不锈钢的用途相符。不锈钢焊条必　Ａ０ｏ２等。　须根据母材和工作条件（包括工作温度和接　（２）对于含有稀硫酸或盐酸的介质，常　触介质等）来选用符合《不锈钢焊条》（ＧＢ／ｒ　选用含Ｍｏ或含Ｍｏ和Ｃｕ的不锈钢焊条，例如牌　９８３—１９９５）规定的焊条。　号Ａ０３２、Ａ０５２等。　１７　维普资讯 http://www.cqvip.com

传统的圆柱模板，需人工用线锯割　圆，然后满钉木条，用铁丝将其加固，绑扎　成圆形。此方法制作费工，浪费模板材料，　且模板拼缝较多，会出现错台或严重漏　浆，拆模后混凝土的外观效果也不理想。　为了解决以上问题，我们采用０．６ｍｍ　厚的镀锌铁皮钉成半圆形模板，施工时用　直径１０ｍｍ钢筋做龙骨，钢筋接头采用绑　扎搭接（使用完毕钢筋能调直再使用，节　省钢筋），间距为２０ｏ～３Ｏ０ｍｍ；外部用截　面为６０ｍｍｘ８０ｍｍ的方木或直径５１ｘ３．５　／１１／１１钢管，在６个或８个不同方向对称进行　竖向临时固定，最后用短钢管对其竖向钢　圆柱模板的改进　●能工巧匠　口张峰　土的效果。　管进行加固，间距为５００￣６００ｔｕｒｎ。　本方法可以节省人工，减小木材用　量，增加模板的周转次数，降低模板成本，　而且，混凝土在拆模后可以达到清水混凝　（３）工作条件腐蚀性弱或仅为避免锈蚀　与钛钙型药皮焊条的差别不像碳钢焊条那样　污染的设备，方可采用不含Ｔｉ或Ｎｂ的不锈钢　焊条。　为保证焊缝金属的耐应力腐蚀能力，采　用超合金化的焊材，即焊缝金属中的耐蚀合　金元素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ等）含量高于母材。例如采　用０ｏＣｒｌ８Ｎｉｌ２Ｍｏ２类型的焊接材料（例如　Ａ０２２）焊接０ｏＣｒ１９Ｎｊ１０焊件。　显著。因此，在实际工程应用中，从焊接工艺　性能方面着眼较多，大多采用药皮类型代号　为１７或１６的焊条（例如牌号Ａ１０２Ａ、Ａ１０２、　Ａ１３２等）。　（２）只有在结构刚性很大或焊缝金属抗　裂性较差（例如某些马氏体铬不锈钢、纯奥氏　体组织的铬镍不锈钢等）时，才考虑选用药皮　６．对于在低温条件下工作的奥氏体不锈　代号为１５的碱性药皮不锈钢焊条（例如牌号　钢，应保证焊接接头在使用温度的低温冲击　Ａ１０７、Ａ彻等）。　韧性，故采用纯奥氏体焊条。例如牌号Ａ４０２、　综上所述，奥氏体不锈钢的焊接是有其　Ａ４０７等。　独特点的，对焊条的选用尤其值得注意，只有　７．也可选用镍基合金焊条。铆如采用Ｍｏ　这样才能达到针对不同材料实施不同的焊接　达９％的镍基焊材焊接Ｍｏ６型超级奥氏体不锈　方法和不同材料的焊条一由于不锈钢焊接方　钢。　，　法有多种，例如电弧焊、氩弧焊、埋弧焊、等离　８．焊条药皮类型的选择　子弧焊等　这里主要讲的是电弧焊，不锈钢焊　（１）由于双相奥氏体钢焊缝金属本身含　条必须根据母材和工作条件（包括工作温度　有一定量的铁素体，具有良好的塑性和韧性，　和接触介质等）来选用，这样才有可能达到所　从焊缝金属抗裂性角度进行比较，碱性药皮　预期的焊接质量。　１８