奧氏體不銹鋼與低碳或低合金鋼焊接是最常見的異種鋼焊接。這種異種鋼接頭使用環境也特別復雜,有的是在低溫環境下使用,有的在高溫下使用;有的要求耐腐蝕,有時則要求耐疲勞,這些都要求在選擇焊接材料和焊接工藝時必須認真考慮。
1. 焊接方法
低碳或低合金鋼與奧氏體不銹鋼的焊接應注意選擇熔合比小、稀釋率低的焊接方法,如手工焊條電弧焊及熔化極氣體保護焊。鎢極氬弧焊的稀釋率因受有無填充金屬及焊接工藝條件的影響較大,采用時一定要注意。
2. 焊接材料
低碳(tan)(tan)或(huo)低合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)與奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時(shi),應選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)或(huo)含有適量(liang)(liang)鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)E309 309Mo和高(gao)Mo的(de)(de)(de)E16-25-6N等焊(han)(han)(han)(han)材(cai)(cai)。若選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)低碳(tan)(tan)或(huo)低合(he)金(jin)(jin)型焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)(cai)料(liao),則(ze)由于低碳(tan)(tan)、低合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)的(de)(de)(de)稀釋作用(yong)(yong),使(shi)整個焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)形成馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)而脆化(hua),并引起裂(lie)紋(wen)。若選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)較(jiao)低鉻(ge)、鎳的(de)(de)(de)308型焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)(cai)料(liao),同樣由于母材(cai)(cai)的(de)(de)(de)稀釋作用(yong)(yong),焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)也(ye)將產生大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)織,抗裂(lie)性能較(jiao)差。通(tong)常在(zai)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)低碳(tan)(tan)低合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)與不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)異(yi)種鋼(gang)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)并且使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)溫度,介質環境(jing)不苛刻時(shi)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)309型焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)(cai)料(liao),焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)為奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)+少(shao)量(liang)(liang)鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)織,抗裂(lie)性能好,應用(yong)(yong)最為廣(guang)泛。而在(zai)使(shi)用(yong)(yong)條(tiao)件比(bi)較(jiao)嚴(yan)酷時(shi)則(ze)可(ke)使(shi)用(yong)(yong)高(gao)Mo焊(han)(han)(han)(han)條(tiao),這種焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)也(ye)具有良(liang)好的(de)(de)(de)抗熱(re)裂(lie)紋(wen)性能,同時(shi)又具有良(liang)好的(de)(de)(de)塑韌(ren)性。在(zai)實際(ji)工(gong)作中,應當根據接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)具體(ti)(ti)(ti)(ti)材(cai)(cai)料(liao)和接(jie)(jie)(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)環境(jing),確定焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)化(hua)學成分和組(zu)(zu)織,利用(yong)(yong)已知的(de)(de)(de)熔(rong)合(he)比(bi)和不銹鋼(gang)組(zu)(zu)織狀態圖來選(xuan)(xuan)擇(ze)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)(cai)料(liao)。
順便(bian)指出含碳較高(gao)的碳鋼(gang)和合(he)金鋼(gang)也常(chang)常(chang)與不銹(xiu)鋼(gang)進(jin)行焊接,形成(cheng)異種(zhong)鋼(gang)接頭,這種(zhong)情(qing)況下則主要使用E16-25-6型焊材或Ni307等鎳基合(he)金焊材。
3. 焊接(jie)工(gong)藝(yi)要點
在確(que)定接(jie)頭(tou)型式、坡口種(zhong)類(lei)、焊(han)縫層數等工(gong)藝因素時(shi),同樣(yang)要依據低(di)碳或(huo)低(di)合(he)(he)金(jin)(jin)鋼與(yu)奧氏體不銹(xiu)鋼焊(han)接(jie)的特點,盡量減(jian)小熔(rong)合(he)(he)比。例如在焊(han)接(jie)時(shi)選用(yong)小直(zhi)徑的焊(han)條或(huo)焊(han)絲(si),電弧(hu)電壓略高,盡量采用(yong)小電流、快速焊(han)等。若需(xu)預熱防止低(di)碳或(huo)低(di)合(he)(he)金(jin)(jin)鋼產生(sheng)冷裂(lie)紋時(shi),預熱溫(wen)度(du)(du)應按照低(di)碳或(huo)低(di)合(he)(he)金(jin)(jin)鋼來確(que)定,但一般(ban)比同種(zhong)低(di)碳或(huo)低(di)合(he)(he)金(jin)(jin)鋼焊(han)接(jie)時(shi)的預熱溫(wen)度(du)(du)低(di)一些。
低碳或低合金鋼與奧氏體不銹鋼異種接頭的焊后熱處理溫度一般采用推薦值的較低值,以盡量減小熔合線附近的碳化物析出。盡管是較低溫度,一般來說,這一溫度仍然是奧氏體不銹鋼析出碳化物和σ相的溫度區,所以,對十分擔心晶間腐蝕的場合,應采用更低的溫度進行焊后熱處理,根據具體情況,有時也可以省掉焊后熱處理。另外,在碳素鋼與奧氏體不銹鋼進行異種鋼焊接,在板厚大的時候,往往使用在碳素鋼一側用高合金焊接材料(如不銹鋼,鎳基合金)進行預堆邊焊后再進行焊接的方法,預堆邊焊焊接材料選擇Cr24-Ni13(如E309,E309M)類型焊材。預堆邊焊后,接頭焊接則用與不銹鋼母材配套的焊材進行焊接。