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異材焊接存在問題及防止措施





在很多耐腐蝕、耐高溫、耐低溫等苛刻條件下需要使用奧氏體不銹鋼材料。然而全部使用奧氏體材料成本很高,所以很多會在不接觸的地方使用碳鋼。這就會在兩者接觸的地方使用到異材焊接。異材焊接一直是焊接的技術難點,因為在焊接時會存在以下幾個問題:




  1. 由于稀釋的作用使得焊接接頭的塑性和韌性降低。在碳鋼一側融合區形成過渡層,過渡層中的高硬度馬氏體組織會使脆性增加塑性降低,從而降低了性能。其次,碳鋼的碳含量較高。由于碳的稀釋,使得融合區的鉻、鎳減少,脆性增加。

  2. 由于碳遷移使得融合區產生軟化和硬化。碳在液態鐵中的溶解度比固態鐵中大,在奧氏體中比在鐵素體中大。在高溫下,鉻作為強烈形成碳化物元素,使得碳向不銹鋼中遷移,結果在碳鋼一側產生脫碳層,在不銹鋼一側產生增碳層。脫碳層的珠光體變成鐵素體而軟化。增碳層的碳與鉻形成鉻的碳化物而硬化。

  3. 由于內應力使得產生裂紋。不銹鋼的熱膨脹系數比碳鋼大40%,導熱系數卻只有碳鋼的1/3。在焊后冷卻,熱處理和使用中都會在融合區產生內應力,在融合線形成裂紋。


焊接過程中應采取的措施:


  1. 嚴格控制稀釋率。控制稀釋率的方式有很多,如選擇合適的焊接方法,焊接參數和焊接材料;堆焊過渡層;選擇接頭形成和破口類型;焊接較多的焊接道數和層數等。

  2. 減少碳遷移。選擇高鉻鎳的焊材,并在碳鋼一側堆焊過渡層。其次,在焊接多層多道時選擇先焊接不銹鋼一側也能減小碳的遷移。

  3. 防止產生裂紋。合理改善應力分布和控制冷卻速度均可防止裂紋的產生。


綜上所述,防止異材焊接出現的問題,我們可以選擇合適的焊材、焊前預熱、堆焊過渡層、大坡口、小電流、快速焊、多層多道、焊后緩冷等方式。


TGS-309L氬弧焊底道


TGS-309L氬弧焊蓋面





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