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(bu)銹鋼襯里塞焊、換熱器的不銹鋼(gang)換熱(re)管(guan)與管板不同鋼種的焊接等。
1. 稀釋問題(ti)
如果(guo)是珠光體鋼(gang)(gang)與(yu)奧氏(shi)體鋼(gang)(gang)形成的異(yi)種鋼(gang)(gang)焊(han)接接頭,一般均應用Cr-Ni奧氏(shi)體鋼(gang)(gang)或N基合(he)金作(zuo)為(wei)焊(han)接材料。
假設用(yong)18-8鋼(s)與低碳鋼(m)焊(han)(han)(han)接,如圖(tu)(tu)3-13所示,焊(han)(han)(han)接時兩(liang)種母材(cai)(cai)(cai)都要熔(rong)(rong)人熔(rong)(rong)池。若(ruo)不填充焊(han)(han)(han)接材(cai)(cai)(cai)料,兩(liang)種鋼以同(tong)比(bi)(bi)例(li)熔(rong)(rong)入焊(han)(han)(han)縫,由(you)圖(tu)(tu)3-14(舍夫勒圖(tu)(tu))求得(de)(de)圖(tu)(tu)中點(dian)'通常認為(wei)(wei)這就是(shi)待焊(han)(han)(han)母材(cai)(cai)(cai)。具有(you)點(dian)d成(cheng)(cheng)分的(de)(de)母材(cai)(cai)(cai)再與成(cheng)(cheng)分為(wei)(wei)點(dian)f或點(dian)f'的(de)(de)焊(han)(han)(han)條(tiao)金屬(shu)相熔(rong)(rong)合(he)后,構成(cheng)(cheng)焊(han)(han)(han)縫金屬(shu),相應(ying)(ying)組成(cheng)(cheng)應(ying)(ying)在(zai)a-f或a-f'的(de)(de)連線上并由(you)熔(rong)(rong)合(he)比(bi)(bi)的(de)(de)大小(xiao)來(lai)決定(ding)。采用(yong)分為(wei)(wei)f'的(de)(de)焊(han)(han)(han)條(tiao),熔(rong)(rong)合(he)比(bi)(bi)高達0.7仍可(ke)保證焊(han)(han)(han)縫不出現(xian)馬氏(shi)體組織,而是(shi)單(dan)獨相奧氏(shi)體,組織具有(you)一定(ding)的(de)(de)熱裂傾向。采用(yong)成(cheng)(cheng)分為(wei)(wei)f的(de)(de)焊(han)(han)(han)條(tiao),則由(you)a-f連線可(ke)得(de)(de),如果熔(rong)(rong)合(he)比(bi)(bi)控制(zhi)在(zai)0.3以下,可(ke)得(de)(de)到A+F(δ+γ)雙相組織。同(tong)樣,應(ying)(ying)用(yong)焊(han)(han)(han)條(tiao)18-8型,其(qi)組成(cheng)(cheng)與母材(cai)(cai)(cai)相同(tong),則焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)的(de)(de)組成(cheng)(cheng)將在(zai)a-s線上,這時,只有(you)控制(zhi)熔(rong)(rong)合(he)比(bi)(bi)小(xiao)于0.15才能避免焊(han)(han)(han)縫有(you)馬氏(shi)體產生。
因(yin)此(ci),必須正確選擇高合金的焊接(jie)材料,控(kong)制熔(rong)合比或稀(xi)釋率。


2. 凝固過渡層的存在
前面敘述的(de)(de)焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)成(cheng)分指的(de)(de)是(shi)平均成(cheng)分。靠近熔合線(xian)的(de)(de)焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)成(cheng)分有一定的(de)(de)濃度(du)梯度(du)。這種成(cheng)分上的(de)(de)過(guo)渡(du)變化(hua)區是(shi)由于熔池凝固特性造成(cheng)的(de)(de),所以稱(cheng)為(wei)凝固過(guo)渡(du)層。一般增(zeng)加焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)鎳含量(liang)可以縮小過(guo)渡(du)層。
3. 碳(tan)遷(qian)移過渡層的形成
在(zai)異種鋼焊接(jie)時(shi),一般可(ke)以(yi)(yi)出現低(di)合金鋼一側(ce)(ce)的碳(tan)通過(guo)焊縫(feng)邊界向高合金焊縫(feng)中遷(qian)(qian)移擴(kuo)散的現象(xiang),分別在(zai)焊縫(feng)邊界兩(liang)側(ce)(ce)形成(cheng)(cheng)脫碳(tan)層(ceng)(ceng)和增(zeng)碳(tan)層(ceng)(ceng)。即在(zai)低(di)合金鋼母材側(ce)(ce)形成(cheng)(cheng)脫碳(tan)層(ceng)(ceng),另一側(ce)(ce)為(wei)增(zeng)碳(tan)層(ceng)(ceng),它們總稱為(wei)碳(tan)遷(qian)(qian)移過(guo)渡層(ceng)(ceng)。由(you)硬(ying)度試驗(yan)可(ke)以(yi)(yi)測定碳(tan)遷(qian)(qian)移的存在(zai),如圖3-15所示。增(zeng)碳(tan)層(ceng)(ceng)是由(you)于碳(tan)擴(kuo)散遷(qian)(qian)移而(er)析出碳(tan)化物(wu)所造成(cheng)(cheng)的。由(you)此形成(cheng)(cheng)的硬(ying)度突變現象(xiang)對焊接(jie)接(jie)頭性能有害。

4. 殘余應力的(de)形成(cheng)
異種(zhong)鋼焊接(jie)時(shi),由于(yu)兩種(zhong)鋼的(de)線脹系數相(xiang)差很大(da),不僅在(zai)(zai)焊接(jie)時(shi)會產生較(jiao)大(da)的(de)殘(can)余應力,而(er)且(qie)在(zai)(zai)使用(yong)中若有循環(huan)溫(wen)度(du)作(zuo)用(yong),也會形(xing)成熱應力。由于(yu)殘(can)余應力的(de)存在(zai)(zai),常常影(ying)響(xiang)工作(zuo)性能。

