2010/10/14 13:43:23
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内容摘要:超级Cr25型双相不锈钢TIG焊接工艺特点
① 限制焊接线能量与层间温度。焊接超级双相不锈钢时,焊接线能量和冷却速度是很重要的因素。高温时N在铁素体中的溶解度增加,而冷却速度过快时,N的溶解度会下降形成氮化物如氮化铬等,过量的氮化铬会对焊缝的性能带来不利影响,因此必须避免过低的焊接线能量。另一方面,焊接线能量太高又会形成金属间化合物相及二次奥氏体等。而铁素体对形成金属间化合物相(如叮σ相、碳化物等)敏感,其析出敏感性与合金含量元素成正比。二次奥氏体形成于800~950℃之间,温度条件合适时,有时可在打底焊道上部观察到它,因为二次奥氏体中的Cr、Mo和Ni含量低,其耐蚀性比周围基体的差,若二次奥氏体出现在表面的铁素体晶粒内,会产生与氮化铬一样的危害。焊缝金属内部的温度过高会导致焊缝的脆化。而层间温度测量时仅测量焊缝或近焊区母材的表面,焊缝金属内部温度比层间温度要高,所以为了保证焊接接头具有良好性能,必须严格控制层间温度。为了获得最优的效果,焊接线能2~15kJ/cm,层间温度≤150℃为好。
②严格控制焊接接头的相比例。超级双相不锈钢的焊接接头金相组织的主要特点是接头各部位组织的不均匀性,多层焊的表层焊缝γ相比其他层次的焊缝要少得多。要使焊接接头获得优良的力学性能和耐腐蚀性能,必须严格控制α/γ相比例。对超级双相不锈钢UNS S32760而言,焊接接头的α相含量应控制在30%~55%之间。
③保护气体
a.电弧的保护气体。TIG焊接时,电弧保护气体和根部保护气体要保证对焊接接头耐蚀性的要求。大多数情况下,纯Ar保护的效果是令人满意的,耐腐蚀性的裕度足够;但由于超级双相不锈钢是氮合金化的,此时在焊缝和距它0.2~0.5mm的金属的表面,N损失是不可避免的。
Cr和Mo是铁素体形成元素,而Ni和N是奥氏体形成元素,若焊接接头中α相偏高,将使焊缝冲击韧度下降,耐腐蚀性降低。N能使焊接接头的相比例趋于合理,而提高焊接接头的耐腐蚀性。但若焊缝金属中的N含量w
N0.20%时,焊缝可能会产生气孔,且焊缝金属的冲击功也将有所下降,所以N含量一般限制在w
N0.13%~0.20%内,以w
N0.15%~0.18%为最好。在焊接时,防止N损失对于超级不锈钢的焊接是很必要的,最常见的防止N损失的方法是使用含N的电弧保护气体,在氩气中加l%~3%的N,可取得良好效果。当然也要避免较高的添加量,以免影响W极,以及使电弧不稳定而引起飞溅,也避免增加产生气孔的倾向。
b.根部保护气体。通常纯Ar作为根部保护气体,一般可取得满意效果。然而,却会导致根部焊道和距熔合线1mm内母材的表面N损失,使该区域耐腐蚀性下降。而N是极好的奥氏体稳定剂,在根部焊道和熔合线处可从根部形成一层20μm厚的薄膜而提高其耐蚀性。因此为保持高的耐腐蚀性能,可使用含N的根部保护气体,最好的选择是90%N
2+10%H
2
(体积分数)或者纯N
2。与电弧保护气体不同的是,根部保护气体吸N仅限于表面区域,因此,根部保护气体为90%N
2+10%H
2不会带来任何氢脆的危险。
④多层焊和工艺焊缝
a.多层焊。采用TIG进行多层多道焊时,后续焊道对前层焊道有热处理作用,前道焊道焊缝中的γ组织进一步析出,成为γ占优势的两相组织,因此HAz组织γ相也会增多,从而使整个焊接接头的组织性能显著改善。
b.工艺焊缝。焊接终了,可在焊缝表面再施以一层工艺焊缝对表面焊缝和邻近的HAZ
进行热处理,以改善组织,提高性能。
2)焊接参数。焊接参数见表6-95。
试验表明,采用焊接线能量在0.2~1.5kJ/mm比较合适,焊前不预热,层间温度控制在≤150℃,焊后不进行热处理,
盖面层加焊退火焊道:(或叫工艺焊缝),然后磨去。
3)焊缝金属化学成分和力学性能(表6-96、表6-97)。
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