【正文】 熱溫度。 ?焊接材料在使用前應(yīng)作適當(dāng)?shù)念A(yù)處理。含碳量對 10CrMo910鋼焊縫金屬?zèng)_擊韌度的影響如圖 53所示，焊縫金屬 wc＝ ％時(shí)的韌性明顯高于 wc＝ ％的焊縫。但必須采用堿性藥皮焊條和焊劑。 模塊三 高合金耐熱鋼的焊接 ? 1 高合金耐熱鋼的焊接性 ?按其組織特征可分為奧氏體型、鐵素體型、馬氏體型和彌散硬化型四類。 ? 奧氏體焊縫金屬的力學(xué)性能與其鐵素體含量存在一定的關(guān)系，隨著鐵素體含量的增加，奧氏體鉻鎳焊縫金屬的常溫抗拉強(qiáng)度提高，而變形能力下降；尤其是高溫抗拉強(qiáng)度、高溫持久強(qiáng)度及低溫韌性隨之明顯下降。 ?鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于 21％的鐵素體耐熱耐熱鋼在 600～800℃ 溫度范圍內(nèi)長時(shí)間加熱時(shí)，會(huì)形成 σ 相。 ?奧氏體耐熱鋼焊接材料選擇的原則： ?在無裂紋的前提下保證焊縫金屬的熱強(qiáng)性與母材金屬基本相等。 ?保護(hù)氣體可使用純 Ar、 Ar+O2或 Ar+CO2，純He、 He+Ar+CO2等混合氣體。 ? ? 對奧氏體耐熱鋼焊件，當(dāng)壁厚超過 20mm時(shí)，有時(shí)應(yīng)考慮作適當(dāng)?shù)暮负鬅崽幚?。并注意保持道間溫度不低于預(yù)熱溫度。 ? ? 常用的焊接方法有焊條電弧焊、氣體保護(hù)電弧焊等。 ? 三、鐵素體耐熱鋼的焊接工藝要點(diǎn) ? 普通高鉻鐵素體耐熱鋼可采用焊條電弧焊、氣體保護(hù)焊、埋弧焊、等離子弧焊等熔焊方法。退火后應(yīng)快冷，防止出現(xiàn) σ 相及 475℃ 脆性，以得到均勻的鐵素體組織。 ?6）檢驗(yàn) 先進(jìn)行目視外觀檢查，并用著色滲透探傷，并要求焊縫表面不得存在裂紋，然后用 X光射線探傷。 ?5）焊接工藝 多層多道連續(xù)焊，封底焊時(shí)焊接電流為 160A，以后各層的焊接電流可稍大些。多層焊時(shí)控制道間溫度應(yīng)高于 150℃ ，以減少高溫脆化和 475℃ 脆性。 ?鎢極氬弧焊用于薄壁件焊接，氬弧焊時(shí)冷裂傾向較小，薄件可不預(yù)熱，厚件預(yù)熱至 120～ 200℃ ，焊后仍需高溫回火。 ?高鉻馬氏體耐熱鋼一般在淬火＋回火的調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接，焊后仍會(huì)出現(xiàn)不均勻的馬氏體組織，整個(gè)焊件還需經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，使接頭具有均勻的性能。 ? 預(yù)熱溫度一般選在 200～ 320℃ ，最好不高于馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度。 ? 填充焊絲可采用與熔化極氣體保護(hù)焊相同成分的焊絲，或硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ～ ％，其它成分與母材相同的焊絲。 ? ?對于 20mm以下的奧氏體耐熱鋼應(yīng)優(yōu)先采用自動(dòng)或半自動(dòng)熔化極惰性氣體保護(hù)焊，半自動(dòng)焊選用的焊絲直徑為 ～ ㎜ ； ?自動(dòng)焊選用的焊絲直徑為 ～ ㎜ 。 ?在擬定奧氏體耐熱鋼焊接工藝時(shí)應(yīng)考慮其特殊的物理性能，即低的熱導(dǎo)率、高的電阻率、高的線膨脹系數(shù)以及高度致密的表面保護(hù)膜等。 ?防止奧氏體不銹鋼焊縫金屬 σ 相形成的最有效措施是調(diào)整焊縫金屬的合金成分，嚴(yán)格限制 Mo、 Si、 Nb等加速 σ 相形成的元素，適當(dāng)降低 Cr含量并相應(yīng)提高 Ni含量。妥善和合理地解決這一矛盾是奧氏體耐熱鋼焊接的核心問題。 ? （ 4）預(yù)熱和焊后熱處理 ?預(yù)熱和焊后熱處理是焊接過程中不可缺少的重要工序。 ?如鎢極氬弧焊和熔化極氣體保護(hù)焊等。 ? 若二者成分相差很大，則焊接接頭在長期高溫條件下工作時(shí)，會(huì)因成分不均勻而導(dǎo)致合金元素?cái)U(kuò)散，使焊接接頭的高溫性能不穩(wěn)定；焊縫強(qiáng)度不能選得過高，以免使焊縫塑性變差，甚至產(chǎn)生冷裂紋。 ?2）對于 15mm以下的 ，熱切割前應(yīng)預(yù)熱 100℃ 以上。 ?焊縫金屬回火脆化的敏感性比母材大，這是因?yàn)楹附硬牧现械碾s質(zhì)難以控制。 ? 2．消除應(yīng)力裂紋傾向 ?消除應(yīng)力裂紋一般在 500～ 700℃ 敏感溫度范圍內(nèi)形成，并且出現(xiàn)在殘余應(yīng)力較高的部位，如接頭咬邊、未焊透等應(yīng)力集中處，這些部位在加熱過程中，殘余應(yīng)力釋放，蠕變變形較大，更容易出現(xiàn)裂紋。 ? 按合金化方式可將低碳低合金耐熱鋼分為以下三類： ? （ 3）多元復(fù)合合金化的低合金耐熱鋼 ?除固溶強(qiáng)化外，鋼中加入了Ｖ、Ｔ i、Ｂ等微量元素進(jìn)行時(shí)效強(qiáng)化和晶界強(qiáng)化，進(jìn)一步提高鋼的熱強(qiáng)性和高溫組織的穩(wěn)定性。 ? 3 對耐熱鋼焊接接頭性能的基本要求 ? 1．等熱強(qiáng)性 ? 2．焊接接頭的抗氧化性 ? 3．焊接接頭組織的穩(wěn)定性 ? 4．焊接接頭的物理均一性 模塊二 低、中合金耐熱鋼的焊接 ? 1 低、中合金耐熱鋼的成分與性能特點(diǎn) ? 成分是以 Cr、 Mo為主要合金元素 ?鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 ％～ ％之間，鉬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為％或 1％， ? 室溫組織以珠光體為主，因此又稱為珠光體耐熱鋼。 ?耐熱鋼廣泛用于石油化工工業(yè)中的高溫管線、反應(yīng)塔和加熱爐、熱電站的鍋爐和汽輪機(jī)、汽車和船舶的內(nèi)燃機(jī)、航空航天工業(yè)的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、核能動(dòng)力裝臵等高溫裝臵。 ? 3．低溫鋼焊接操作要點(diǎn) ? 低溫鋼焊條電弧焊平焊時(shí)的焊接參數(shù)見表 324。焊前應(yīng)進(jìn)行正火 +高溫回火或 900℃ 水淬 +570℃回火處理，其組織為低碳板條狀馬氏體，具有較高的低溫韌性，其焊接性也優(yōu)于一般低合金高強(qiáng)鋼， 板厚小于 50mm的焊接結(jié)構(gòu)焊接時(shí)不需預(yù)熱 ，焊后可不進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。但焊接時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題： ?（ 1）正確選擇焊接材料 ? 9Ni具有較大的線脹系數(shù)， 選擇的焊接材料必須使焊縫與母材線脹系數(shù)大致相近，以免因線脹系數(shù)差別太大而引起焊接裂紋。 ? （ 2）低碳馬氏體型低溫鋼 ? 含 Ni較高的鋼如 9Ni鋼，淬火后組織為低碳馬氏體，正火后的組織除低碳馬氏體外，還有少量鐵素體和少量奧氏體，具有較高的強(qiáng)度、塑性和低溫韌性， 5Ni鋼 (162℃ ~ 196℃) ? 能用于 196℃ 的低溫，適于制造儲(chǔ)存液化氣的大型儲(chǔ)罐。 （ 4）按熱處理方法分類 分為非調(diào)質(zhì)低溫鋼和調(diào)質(zhì)低溫鋼。 ? 主要性能特點(diǎn)是在低溫工作條件下具有足夠的強(qiáng)度、塑性和韌性，同時(shí)具有良好的加工性。 ? 2．低溫鋼的成分、組織和性能 ? 低溫鋼大部分是接近鐵素體型的低合金鋼，其含碳量較低，主要通過加入 Al、 V、 Nb、 Ti和稀土（ RE）等元素固溶強(qiáng)化和細(xì)化晶粒，再經(jīng)過正火、回火處理獲得晶粒細(xì)而均勻的組織，以得到良好的低溫韌性。 ? 15Mn26Al4:平均含碳量小于 %， Mn的平均含量為 26%， Al的平均含量為 4%。防治措施是焊前避免接觸強(qiáng)磁場；盡量 選用可以采用交流電源的鎳基焊條。 ?三、低溫鋼的焊接工藝特點(diǎn) ? 為避免焊縫金屬和熱影響區(qū)形成粗大組織而使接頭韌性降低， 焊接熱輸入不能過大 ，多層焊要控制道間溫度不可過高，例如焊接06MnNbDR低溫鋼時(shí)，道間溫度不可超過300℃ 。 焊縫金屬類型 焊條直徑 /mm 焊接電流 /A 焊接電壓 /V 鐵素體 珠光體型 90～ 120 23 ～ 24 140 ～ 180 24 ～ 26 FeMnAl奧氏體型 80 ～ 100 23 ～ 24 100 ～ 120 24 ～ 25 表 324 低溫鋼焊條電弧焊平焊時(shí)的焊接參數(shù) ? 四、典型鋼種的焊接工藝 ? 板厚 15mm的 9Ni鋼大型儲(chǔ)罐，工作溫度為 190℃ 。 ?按組織分類 ?分為珠光體耐熱鋼、馬氏體耐熱鋼、鐵素體耐熱鋼和奧氏體耐熱鋼。 ? 按合金化方式可將低碳低合金耐熱鋼分為以下三類： ? （ 1） Mo鋼 ? Mo鋼是最早使用的低合金耐熱鋼， Mo的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為％。 ㎝ 2 12CrMo 900～ 930℃ 正火 680～ 730℃ 回火（緩