304不鏽鋼焊接熱裂的原因及解決方法

2021-09-11 02:59:55 字數 1648 閱讀 2374

一、304不鏽鋼是奧氏體不鏽鋼,相當於1cr19ni9.

sus304不鏽鋼是0gr18ni9的材質,產生熱裂紋的可能性比較大,奧氏體不鏽鋼有乙個特點:他在900多度以上時是奧氏體,900多度以下至600多度時是馬氏體,溫度繼續下降,就又轉變為奧氏體。焊接時介面開裂就是在馬氏體階段開裂的。

解決的方法:減小一下焊接時的熱輸入量,加大焊後水冷卻的工藝,使其在馬氏體階段的時間縮短,避免焊件在敏感的溫度區間停留,介面就不會裂了。

二、不鏽鋼的焊接

1、奧氏體不鏽鋼的焊接

不鏽鋼是不鏽鋼和耐酸鋼的總稱,鋼中所加合金元素在10%(質量分數)以上,屬於高合金鋼。它包括奧氏體型、馬氏體型、鐵素體型、奧氏體-馬氏體型和沉澱硬化型五類。

焊接奧氏體不鏽鋼(0cr18ni9、00cr18ni9、0cr18ni12mo2、00cr18ni12mo2、0cr18ni9ti、1cr18ni9ti、1cr18ni12mo3ti等)主要問題是熱裂紋――焊接過程中,焊縫和熱影響區金屬冷卻到固相線附近的高溫區所產生的焊接熱裂紋、脆化、晶間腐蝕――沿金屬晶粒邊界發生的腐蝕破壞現象。和應力腐蝕開裂――金屬材料(包括焊接接頭)在一定溫度下受腐蝕介質和拉應力的共同作用而產生的裂紋。此外,因導熱性差,線膨脹係數大,焊接變形也大。

1)熱裂紋與結構鋼相比,它的熱裂紋傾向較大,在焊縫及熱影響區均可能出現熱裂紋。最常見的是焊縫結晶裂紋--在焊縫凝固過程的後期所形成的焊接裂紋,時在熱影響區和多層焊層間還會出現液化裂紋。含鎳量越高,產生熱烈傾向越大,而且越不容易控制。

;防止措施:a.嚴格限制硫、磷等雜質的含量。

b.調整焊縫金屬組織,以奧氏體為主的γ+δ雙相組織具有良好抗裂性。c.

調整焊縫金屬合金成分,在單相穩定奧氏鋼中適當增加錳、碳、氮的含量。d.採用小線能量及小截面焊道

2)接頭脆化奧氏體鋼焊接接頭的低溫脆化和高溫脆化是值得注意的問題

防止措施:a.嚴格控制焊縫中鐵素體含量(體積分數)2~7%,因為475℃脆化和δ相脆化易出現在鐵素體中。

b.多層焊時採用較小線能量,以減少熔池體積,提高冷卻速度,縮短高溫滯留時間。

3)晶間腐蝕有三種形式:焊縫的晶間腐蝕;熱影響區的「敏化區腐蝕」--敏化區腐蝕――在焊接熱迴圈作用下,奧氏體不鏽鋼焊接熱影響區中,被加熱到易引起晶間腐蝕的敏化溫度(理論上為450-850℃)的部位,稱為敏化區。在敏化區發生的晶間腐蝕現象; 刀蝕――發生在焊接接頭近縫區乙個狹帶(小於1mm)上的晶間腐蝕。

這種腐蝕的破壞形式像刀的切口,故稱為刀蝕 。

;防止措施:a.盡量降低母材及焊縫中含碳量;b.

採用熱量集中的焊接方法,小的焊接線能量,多道焊、焊縫背面加銅襯墊等措施使接頭快速冷卻,使焊縫和熱影響區在450~850℃的停留時間盡量縮短;c.在鋼中新增穩定化元素ti、nb等;d.在鋼及焊縫金屬中加鐵素體形成元素,從而獲得奧氏體加少量鐵素體的雙相組織;e.

焊後進行固溶處理(加熱至1050~1150℃,保溫後淬火)或穩定化處理(加熱至850℃保溫2h後空冷)。

;4)應力腐蝕開裂隨材料腐蝕介質及拉應力大小的不同,開裂的斷口可能是沿晶的,也可能是穿晶的,還可能是兩種皆有的混合形式。焊接殘餘應力是引起應力腐蝕開裂的主要原因。接頭過熱區對這種開裂最敏感。

;減緩或防止措施:a.焊後消除或減少焊接殘餘應力;b.

選用奧氏體-鐵素體雙相組織的母材或焊接材料;c.採用高ni(達40%)的鉻鎳不鏽鋼焊條。焊接奧氏體不鏽鋼常採用焊接方法有手工電弧焊、鎢極氬弧焊和熔化極富氬混合氣體保護焊。

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