為了克服普通純度高鉻鐵素體型不銹鋼管在焊接過程中出現的晶間腐蝕和焊接接頭脆化而引起的冷裂紋,在焊接工藝上應采取以下措施:
1. 預熱
鐵素(su)體(ti)不銹鋼管在室溫時韌性(xing)較低,焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)時焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)易形成(cheng)高(gao)溫脆化,在一定條件下可能產生(sheng)裂(lie)(lie)紋。通過(guo)預熱(re)(re),使(shi)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)處于富有韌性(xing)的狀態下施焊(han)(han),能有效(xiao)地(di)防止裂(lie)(lie)紋的產生(sheng);但是,焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)時的熱(re)(re)循環又(you)會(hui)使(shi)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)近(jin)縫(feng)區(qu)的晶粒急劇長大粗化,從而(er)引起(qi)脆化。為(wei)此,預熱(re)(re)溫度(du)的選擇要慎重(zhong),一般(ban)控制在100~150℃,目的在于使(shi)被(bei)焊(han)(han)材料處于韌性(xing)較好(hao)的狀態和降低焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)的應力。隨著母(mu)材金屬(shu)中含鉻量的提高(gao),預熱(re)(re)溫度(du)可相(xiang)應提高(gao)。預熱(re)(re)溫度(du)過(guo)高(gao),又(you)會(hui)使(shi)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)過(guo)熱(re)(re)而(er)脆硬(ying)。
2. 焊接材(cai)料的選擇
最好選用含有Ti、Nb穩定化元素的高純鐵素體不銹鋼管焊接材料,以防止多層多道焊接時產生敏化,以及焊縫金屬吸收焊接氣氛中的C和N后造成晶間腐蝕。控制焊縫中 Ni、Cu和Mo的含量,防止Ni、Cu和Mo含量超過臨界值,接頭在氯離子介質中產生應力腐蝕。
可以(yi)焊(han)(han)前預(yu)熱(re)或焊(han)(han)后(hou)進(jin)行熱(re)處(chu)理(li)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)構件(jian),可選用與母材金(jin)屬化學(xue)成分相(xiang)同的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)材料;對于不(bu)允許預(yu)熱(re)或焊(han)(han)后(hou)不(bu)能進(jin)行熱(re)處(chu)理(li)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)構件(jian),應選用奧氏體不(bu)銹鋼焊(han)(han)接(jie)(jie)材料,以(yi)保證焊(han)(han)縫具(ju)有(you)良好的(de)(de)塑(su)性和韌性。
當采用同質的焊(han)接(jie)材(cai)(cai)料時,接(jie)頭(tou)的耐腐蝕性能(neng)與鐵素體(ti)母材(cai)(cai)接(jie)近,但焊(han)縫金屬晶粒為粗(cu)大的鐵素體(ti)組織,韌性很差。須通過焊(han)后熱處(chu)理(li),使(shi)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的塑性得到改(gai)善,韌性略有提高。
3. 475℃脆性的防止
475℃脆性是高鉻鐵素體不銹鋼管焊接時的主要問題之一。焊接時采取小的熱輸入,窄道焊接并控制道間溫度,縮短鐵素體不銹鋼焊接接頭在這個溫度區間的停留時間,以防止475℃脆性的產生。
一旦出現475℃脆性,可(ke)以在(zai)600℃以上溫度(du)短時間加熱,再以較快的速度(du)冷(leng)卻,給予(yu)消除。
4. 焊后熱處(chu)理
對于同質材料焊成的鐵素體不銹鋼管(guan)焊接接頭,熱處理的目的是使焊接接頭組織均勻化,使過飽和碳和氮完全析出,鉻來得及補充到貧鉻區,以恢復其耐蝕性;同時也可改善焊接接頭的塑性,從而提高其塑性及耐蝕性。焊后熱處理溫度為750~800℃,是一般的回火溫度,實際上是空冷的退火處理。值得注意的是,退火后應快冷,以防止475℃脆性產生。
5. 熱輸入(ru)
在焊接(jie)過(guo)程中(zhong),應采用(yong)小的熱輸人進(jin)行施焊,以減少高溫脆化和475℃脆性的影響。
當選用的焊接材料與母材金屬的化學成分相當時,必須按上述工藝措施進行。如選用奧氏體不銹鋼焊接材料,則可免除焊前預熱和焊后熱處理,但對于不含穩定化元素的鐵素體型不銹鋼管焊接接頭來說,熱影響區的粗晶脆化和晶間腐蝕問題不會因填充材料改變而變化。奧氏體或奧氏體-鐵素體焊縫金屬基本上與鐵素體型不銹鋼母材等強度;但在某些腐蝕介質中,這種異質焊接接頭的耐蝕性可能低于同質的接頭。

