通過焊接工藝防止奧氏體不銹鋼晶間腐蝕(shi)的作用是有限的,因為焊接是要經歷加熱、熔化、凝固、冷卻的過程,無論是焊縫還是熱影響區,必然有一部分區域經過敏化溫度。但選擇合理的焊接工藝,減輕焊接對奧氏體不銹鋼晶間腐蝕的影響還是有可能的。
奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)的(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕,可(ke)能(neng)由于(yu)焊(han)(han)接(jie)工藝制定(ding)的(de)不(bu)合(he)適(shi)或焊(han)(han)接(jie)材(cai)料選擇的(de)不(bu)合(he)理(焊(han)(han)接(jie)材(cai)料的(de)選擇,已在第(di)三章介(jie)紹了(le),這里不(bu)再(zai)介(jie)紹)而(er)發(fa)生,就焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)來(lai)說,可(ke)能(neng)會產(chan)生焊(han)(han)縫的(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕、熱(re)影響區(qu)(qu)(qu)中溫敏化(hua)區(qu)(qu)(qu)(600~1000℃)的(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕和熱(re)影響區(qu)(qu)(qu)過熱(re)區(qu)(qu)(qu)的(de)“刀蝕”。
1. 焊縫(feng)的(de)晶間(jian)腐蝕(shi)
普通奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼在(zai)多層焊時,后一(yi)(yi)道(dao)焊縫熱影響區(qu)正是前(qian)一(yi)(yi)道(dao)焊縫的(de)焊縫金屬。當(dang)此(ci)“熱影響區(qu)”達(da)到(dao)敏化溫度的(de)區(qu)域(yu),在(zai)晶(jing)界上(shang)容(rong)易析(xi)出(chu)鉻的(de)碳化物,形成貧鉻的(de)晶(jing)粒邊界,這個區(qu)域(yu)與腐(fu)蝕(shi)(shi)介質接(jie)(jie)觸時,則會產(chan)生(sheng)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)。防止焊縫晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)最(zui)直接(jie)(jie)有效(xiao)的(de)辦(ban)法是選(xuan)(xuan)擇耐晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)焊接(jie)(jie)材料(liao)。目前(qian)最(zui)常用的(de)是超低(di)碳、含(han)鈮(或鈦)穩(wen)定化元(yuan)素(su)和含(han)有少(shao)量(liang)(liang)鐵素(su)體(ti)(一(yi)(yi)般(ban)要求鐵素(su)體(ti)含(han)量(liang)(liang)為4%~12%)的(de)焊接(jie)(jie)材料(liao)。根(gen)據母材和腐(fu)蝕(shi)(shi)環(huan)境的(de)不同(tong),也(ye)可選(xuan)(xuan)擇同(tong)時滿足上(shang)述三(san)種要求的(de)材料(liao)(如E347L焊條)。在(zai)焊接(jie)(jie)工藝上(shang),要求控制層間(jian)溫度,一(yi)(yi)般(ban)低(di)于150℃,采用小(xiao)線能量(liang)(liang)焊接(jie)(jie)方法和工藝措施可以(yi)減(jian)小(xiao)敏化溫度區(qu)域(yu),防止晶(jing)粒長(chang)大和碳化物的(de)析(xi)出(chu),以(yi)減(jian)小(xiao)焊縫晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)傾向(xiang)。
2. 熱(re)影響區中溫敏(min)化區的晶間腐蝕
無論是單道焊(han)縫(feng)(feng)還(huan)是多(duo)道焊(han)縫(feng)(feng),熱影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)內的敏(min)化(hua)區(qu)(qu)(qu)總是存(cun)在(zai)(zai)的,這就存(cun)在(zai)(zai)著晶間(jian)(jian)腐蝕的可能(neng)。在(zai)(zai)焊(han)接工藝上,選(xuan)擇(ze)線能(neng)量較低的焊(han)接方法,或盡(jin)可能(neng)降低焊(han)接規范(fan),控(kong)制(zhi)層間(jian)(jian)溫(wen)度,加快冷卻速度,使敏(min)化(hua)溫(wen)度區(qu)(qu)(qu)間(jian)(jian)停留時間(jian)(jian)盡(jin)可能(neng)縮短,減小熱影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)敏(min)化(hua)區(qu)(qu)(qu)的寬度,從(cong)而減輕晶間(jian)(jian)腐蝕。防止熱影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)晶間(jian)(jian)腐蝕的最好辦法是選(xuan)用(yong)合(he)適的母(mu)材,如采用(yong)含鈦、鈮的穩定化(hua)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼,含一定數量鐵素體的奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼及超低碳的奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼。
3. 刀(dao)蝕
前面已經介紹了“刀蝕”現象。要削除和降低用鈮和鈦穩定的奧氏體鋼焊接接頭的“刀蝕”危險,有時是很困難的。但在焊接接頭的設計上,可以盡可能不采用交叉焊縫;在焊接順序上,應盡可能使會產生“刀蝕”的一面不要接觸腐蝕介質;采用超低碳奧氏體不銹鋼母材是防止“刀蝕”最有效的辦法。
無論是(shi)焊(han)縫晶間(jian)腐蝕(shi)、熱影(ying)響區的敏(min)化區晶間(jian)腐蝕(shi)還是(shi)熱影(ying)響區的過(guo)熱區“刀(dao)蝕(shi)”,材(cai)料(liao)選擇是(shi)最關鍵、最有效的,焊(han)接工(gong)藝方法和措施(shi)的作用是(shi)很有限的。如果工(gong)件(jian)(jian)較小、在工(gong)件(jian)(jian)材(cai)料(liao)及(ji)結構允(yun)許(xu)的情況下,可以進(jin)行焊(han)后固(gu)熔(rong)處理(即在1065~1120℃+水(shui)冷(leng)或(huo)急冷(leng)),也是(shi)有效防止晶間(jian)腐蝕(shi)的方法。但在實際生產中,由于工(gong)件(jian)(jian)大、結構復雜和其他材(cai)料(liao)的原因而無法實現固(gu)熔(rong)處理。

