在壓力容器焊接生產中,通常會遇到不同鋼種相互焊接的問題,即異種鋼焊接。如復合鋼板壓力容器的焊接、容器不銹鋼(gang)襯里塞焊、換熱器的不銹鋼換熱管與管板不同鋼種的焊接等。


1. 稀釋問題


  如果是珠光體鋼(gang)與(yu)奧氏(shi)體鋼(gang)形成的異(yi)種鋼(gang)焊(han)接接頭(tou),一般(ban)均(jun)應(ying)用(yong)Cr-Ni奧氏(shi)體鋼(gang)或N基合(he)金作(zuo)為(wei)焊(han)接材(cai)料。


  假設用18-8鋼(gang)(s)與低碳鋼(gang)(m)焊(han)(han)(han)(han)(han)接,如圖(tu)3-13所示,焊(han)(han)(han)(han)(han)接時兩(liang)種母(mu)材(cai)都要熔人熔池。若(ruo)不填充焊(han)(han)(han)(han)(han)接材(cai)料,兩(liang)種鋼(gang)以同比例熔入焊(han)(han)(han)(han)(han)縫,由圖(tu)3-14(舍夫勒圖(tu))求得(de)圖(tu)中(zhong)點(dian)(dian)(dian)'通常認為(wei)這就是待焊(han)(han)(han)(han)(han)母(mu)材(cai)。具(ju)有(you)點(dian)(dian)(dian)d成(cheng)分(fen)的(de)(de)母(mu)材(cai)再與成(cheng)分(fen)為(wei)點(dian)(dian)(dian)f或點(dian)(dian)(dian)f'的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)條金屬相熔合(he)后,構成(cheng)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫金屬,相應(ying)組(zu)(zu)(zu)成(cheng)應(ying)在(zai)a-f或a-f'的(de)(de)連(lian)線(xian)上(shang)并由熔合(he)比的(de)(de)大(da)小(xiao)來決定(ding)。采用分(fen)為(wei)f'的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)條,熔合(he)比高(gao)達0.7仍可(ke)(ke)保證焊(han)(han)(han)(han)(han)縫不出(chu)現馬氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)織,而是單獨(du)相奧氏(shi)體(ti)(ti),組(zu)(zu)(zu)織具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)熱裂(lie)傾向。采用成(cheng)分(fen)為(wei)f的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)條,則由a-f連(lian)線(xian)可(ke)(ke)得(de),如果(guo)熔合(he)比控(kong)制在(zai)0.3以下,可(ke)(ke)得(de)到A+F(δ+γ)雙相組(zu)(zu)(zu)織。同樣,應(ying)用焊(han)(han)(han)(han)(han)條18-8型,其組(zu)(zu)(zu)成(cheng)與母(mu)材(cai)相同,則焊(han)(han)(han)(han)(han)縫金屬的(de)(de)組(zu)(zu)(zu)成(cheng)將(jiang)在(zai)a-s線(xian)上(shang),這時,只(zhi)有(you)控(kong)制熔合(he)比小(xiao)于0.15才能避免(mian)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫有(you)馬氏(shi)體(ti)(ti)產(chan)生。


  因(yin)此(ci),必須正確選擇高合(he)金的(de)焊接(jie)材料,控制熔(rong)合(he)比或稀釋(shi)率(lv)。


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圖 14.jpg




2. 凝固過渡層的存在


  前面(mian)敘(xu)述(shu)的(de)(de)焊(han)縫金(jin)(jin)屬成(cheng)(cheng)分(fen)指的(de)(de)是(shi)(shi)平均成(cheng)(cheng)分(fen)。靠(kao)近熔(rong)合線的(de)(de)焊(han)縫金(jin)(jin)屬的(de)(de)成(cheng)(cheng)分(fen)有一定的(de)(de)濃度梯度。這種成(cheng)(cheng)分(fen)上的(de)(de)過(guo)渡變化區是(shi)(shi)由于熔(rong)池凝固(gu)特性造成(cheng)(cheng)的(de)(de),所以(yi)稱為凝固(gu)過(guo)渡層。一般增加焊(han)縫金(jin)(jin)屬的(de)(de)鎳含量可以(yi)縮小過(guo)渡層。



3. 碳(tan)遷移過渡層的形成


  在異(yi)種鋼(gang)焊(han)接時,一般可(ke)(ke)以(yi)出現(xian)低(di)合金(jin)鋼(gang)一側的碳(tan)(tan)通過焊(han)縫(feng)邊(bian)界向高合金(jin)焊(han)縫(feng)中(zhong)遷(qian)移(yi)(yi)擴(kuo)散的現(xian)象(xiang),分別(bie)在焊(han)縫(feng)邊(bian)界兩側形成脫碳(tan)(tan)層(ceng)和增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)層(ceng)。即(ji)在低(di)合金(jin)鋼(gang)母材側形成脫碳(tan)(tan)層(ceng),另(ling)一側為增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)層(ceng),它們總稱為碳(tan)(tan)遷(qian)移(yi)(yi)過渡層(ceng)。由(you)硬度(du)試驗可(ke)(ke)以(yi)測定碳(tan)(tan)遷(qian)移(yi)(yi)的存在,如(ru)圖3-15所示。增(zeng)(zeng)碳(tan)(tan)層(ceng)是由(you)于碳(tan)(tan)擴(kuo)散遷(qian)移(yi)(yi)而析出碳(tan)(tan)化物所造成的。由(you)此形成的硬度(du)突變現(xian)象(xiang)對焊(han)接接頭性能(neng)有害。


圖 15.jpg



4. 殘(can)余應(ying)力的形成(cheng)


  異種(zhong)鋼焊接(jie)時(shi),由(you)于兩種(zhong)鋼的線(xian)脹系(xi)數相差很大(da),不僅在焊接(jie)時(shi)會產生較大(da)的殘(can)(can)余應力,而且在使用中若有循環溫度作用,也會形(xing)成熱應力。由(you)于殘(can)(can)余應力的存(cun)在,常常影響工作性能(neng)。



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