奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼焊接時，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，有時在熱影響區或多層焊層間金屬也可出現液化裂紋。奧(ao)氏體鋼具(ju)有較(jiao)大的熱裂紋(wen)敏感性(xing)，主要取(qu)決于鋼的化學成分、組織與(yu)性(xing)能(neng)的特點(dian)。


  奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)中合金元素較多，尤其是含有一定數量的鎳，它不僅提高了奧氏體的穩定性，而且還易和硫、磷等雜質形成低熔點化合物或共晶，如Ni-S共晶熔點為645℃、Ni-P共晶熔點為880℃,比Fe-S、Fe-P共晶熔點更低，危害性也更大。其他一些元素如硼、硅等的偏析，也將促使產生熱裂紋。


  奧氏體不(bu)銹鋼焊縫易形成方向性強的粗大柱狀晶組織，有利于有害雜質和元素的偏析，從而促使形成連續的晶間液膜，提高了熱裂紋的敏感性。


  從奧氏體(ti)不銹鋼(gang)的(de)(de)物理性能看，它具有(you)熱導(dao)率小(xiao)、線膨脹系數大(da)的(de)(de)特點(dian)，因而在焊(han)接(jie)(jie)不均勻加熱的(de)(de)情(qing)況下(xia)，極易形成較大(da)的(de)(de)拉(la)應力，促進了焊(han)接(jie)(jie)熱裂紋的(de)(de)產生。


  由以上分析可(ke)知(zhi)，與結構鋼(gang)(gang)相(xiang)比，奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)的焊接熱裂紋傾向較大，尤其(qi)是高鎳奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)。


防(fang)止(zhi)奧氏(shi)體不銹鋼焊接熱(re)裂紋的主要措施如下(xia)：


  ①. 嚴格(ge)控(kong)制有害(hai)雜質(zhi)硫、磷的(de)含量，鋼中含鎳量越(yue)高，越(yue)應該嚴格(ge)控(kong)制。


  ②. 調(diao)整焊縫金屬的組織


   奧氏體不銹鋼焊縫可以是單相的奧氏體組織，也可以是奧氏體為主的雙相組織。大量實踐證明，單相奧氏體組織的焊縫，對熱裂紋的敏感性較大，而雙相組織的焊縫，則具有良好的抗裂性能，如表6-2中所列出的奧氏體焊縫中鐵素體的影響。焊接18-8型不銹鋼時，如果形成Y+5%δ的雙相組織，不僅可以提高抗晶間腐蝕能力，而且又減小了熱裂敏感性。焊縫中的δ相，可以細化晶粒，消除單相奧氏體的方向性，減少有害雜質在晶界的偏析，而且δ相能溶解較多的硫、磷，并能降低界面能，阻止晶間液膜的形成，從而有利于提高焊縫的抗熱裂紋能力。


  表6-2 奧氏體焊縫中δ-鐵素體的影響


表 2.jpg



 ③. 調(diao)整焊縫金(jin)屬合金(jin)成分


  當在焊(han)縫(feng)中不允許有雙相(xiang)組(zu)織(zhi)時，如表6-3中“不希望(wang)有δ-鐵素(su)體(ti)的(de)(de)理由”所列出的(de)(de)各項，就必須(xu)對焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬進(jin)行合理的(de)(de)合金(jin)(jin)化(hua)。如在單(dan)相(xiang)穩(wen)定奧氏體(ti)鋼中適當增加(jia)Mn、C、N的(de)(de)含量(liang)可(ke)(ke)以提高焊(han)縫(feng)的(de)(de)抗裂(lie)性能。此外，加(jia)入少量(liang)的(de)(de)鈰、鋯、鉭(tan)等微量(liang)元素(su)，可(ke)(ke)以細化(hua)焊(han)縫(feng)組(zu)織(zhi)、凈化(hua)晶界，也可(ke)(ke)減少焊(han)縫(feng)的(de)(de)熱裂(lie)紋敏感(gan)性。



 ④. 工藝措施(shi)


  在(zai)焊接奧(ao)(ao)氏體不銹鋼(gang)時，應盡(jin)量(liang)減小熔池過(guo)熱，以(yi)防止形成粗大的柱狀晶(jing)。奧(ao)(ao)氏體不銹鋼(gang)焊接宜采(cai)用小線能量(liang)及小截面的焊道。


 至于(yu)(yu)液化裂紋(wen)，它(ta)主要出(chu)現(xian)于(yu)(yu)25-20型的奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的焊(han)接(jie)接(jie)頭中。為(wei)了防止產生液化裂紋(wen)，除了嚴(yan)格限制母(mu)材中的雜質(zhi)含量(liang)(liang)以及控制母(mu)材的晶(jing)粒(li)度(du)以外，在工(gong)藝上(shang)應采(cai)用高能(neng)(neng)量(liang)(liang)密度(du)的焊(han)接(jie)方法、小(xiao)線能(neng)(neng)量(liang)(liang)和(he)提高接(jie)頭的冷卻速(su)度(du)等措施，以減小(xiao)母(mu)材的過熱和(he)避免近縫(feng)區晶(jing)粒(li)的粗(cu)化。