奧氏體不銹鋼焊接接頭常見(jiàn)問(wèn)題及分析

奧氏體不銹鋼焊接接頭常見(jiàn)問(wèn)題及分析

奧氏體不銹鋼，是指在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。當(dāng)鋼中含鉻18%左右、含鎳8～10%時(shí)，便有穩(wěn)定的奧氏體組織產(chǎn)生時(shí)，稱(chēng)為奧氏體不銹鋼。奧氏體不銹鋼無(wú)磁性、它不能通過(guò)熱處理方法提高強(qiáng)度和硬度，如經(jīng)淬火也不能硬化，而用加工硬化的方法可使奧氏體不銹鋼強(qiáng)化。但它比其它不銹鋼具有更優(yōu)良的耐腐性、耐熱性和塑性，可焊性良好，是不銹鋼中得到最廣泛應(yīng)用的一種。奧氏體不銹鋼與其他不銹鋼相比較易焊接。但由于合金成分含量不同、金相組織轉(zhuǎn)變及穩(wěn)定化元素的變化，在將其進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，會(huì)受到多種因素的限制影響，焊件質(zhì)量較差，對(duì)其使用壽命和質(zhì)量造成不良影響。導(dǎo)致焊接缺陷問(wèn)題的發(fā)生，焊接接頭常出現(xiàn)以下問(wèn)題，現(xiàn)總結(jié)如下：

關(guān)鍵詞：奧氏體不銹鋼; 焊接接頭; 問(wèn)題分析;

一、焊接接頭常出現(xiàn)的問(wèn)題及分析

1、熱裂紋

熱裂紋是奧氏體不銹鋼焊接時(shí)比較容易產(chǎn)生的一種缺陷，包括爆縫的縱向和橫向裂紋、火口裂紋、打底焊的根部裂紋和多層焊的層間裂紋等，特別是含鎳量較高的奧氏體不銹鋼。奧氏體不銹鋼具有較高的熱裂紋的熱裂紋敏感性，尤其焊接過(guò)程中焊工操作不當(dāng)，收弧時(shí)弧坑未填滿、接頭速度慢時(shí)最易造成弧焊裂紋。當(dāng)弧坑裂紋混入焊縫焊縫中時(shí)往往會(huì)引起熱裂紋的擴(kuò)展。這是由于奧氏體不銹鋼熱導(dǎo)率小、線膨脹系數(shù)大，焊接時(shí)焊縫金屬及近縫區(qū)在高溫承受較高的拉伸應(yīng)力和拉伸應(yīng)變，加上一些雜質(zhì)元素和合金元素在粗大的柱狀晶間形成低熔點(diǎn)的液態(tài)膜，形成熱裂紋。

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2、晶間腐蝕

奧氏體不銹鋼一般是經(jīng)固溶狀態(tài)交貨，經(jīng)固溶處理的奧氏體不銹鋼中碳過(guò)飽和，呈不穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)再次中溫加熱（一般在450～850℃之間），過(guò)飽和的碳將向晶界擴(kuò)散，與Cr結(jié)合而形成Cr23C6或（Cr、Fe）23C6而沉淀于晶界，造成局部貧鉻，在腐蝕介質(zhì)下，貧鉻區(qū)的金屬就失去抗腐蝕的能力而形成晶間腐蝕。此外在部分不含Ti、Nb的不銹鋼中熱影響區(qū)的敏化區(qū)還存在敏化區(qū)腐蝕。

3、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂

奧氏體不銹鋼焊接接頭的應(yīng)力腐蝕通常表現(xiàn)為無(wú)塑性變形的的脆性斷裂，是較嚴(yán)重的失效形式。存在拉伸應(yīng)力是應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂必不可缺少的條件。這與焊接過(guò)程中存在焊接殘余應(yīng)力、焊接過(guò)程中組織的變化以及及酸洗處理不當(dāng)?shù)戎谱鬟^(guò)程中的不當(dāng)條件有密切關(guān)系。

4、焊接接頭的脆化

奧氏體不銹鋼在低溫使用時(shí)，低溫韌性就成為關(guān)鍵性能。為滿足低溫要求，焊接過(guò)程上形成的焊縫組織最好為單相的奧氏體組織，避免形成混合相，若形成混合相，其中的鐵素體的含量高低工會(huì)對(duì)材料的低溫韌性產(chǎn)生不同的影響。實(shí)驗(yàn)表明，奧氏體不銹鋼在高溫時(shí)，無(wú)論短時(shí)高溫拉伸或持久強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，當(dāng)焊縫中含有較多的鐵素體元素或較多的δ相時(shí)，都會(huì)發(fā)生顯著的脆化現(xiàn)象。提高奧氏體化元素Ni的含量可防止焊接接頭脆化。

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