【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 應(yīng)力 時(shí)所產(chǎn)生的延遲開裂現(xiàn)象。 應(yīng)力腐蝕開裂的防止措施 采用合理的焊接順序，避免產(chǎn)生較大的焊接拉應(yīng)力避免焊縫與腐蝕介質(zhì)接觸避免焊縫產(chǎn)生咬邊等點(diǎn)蝕缺陷 焊縫脆化 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 焊縫脆化： 焊縫接頭在工作時(shí)，其韌性和塑性沒有達(dá)到要求，導(dǎo)致發(fā)生脆斷的現(xiàn)象。低溫狀態(tài)下尤為明顯。 焊縫脆化產(chǎn)生的原因： 焊接時(shí)過大殘余應(yīng)力，使得奧氏體焊縫產(chǎn)生“自生硬化”現(xiàn)象，降低了焊縫的塑性和韌性 ； 焊縫脆化的防治 焊縫中鐵素體的存在 ， 采用限制熱輸入的辦法，可以有效防止焊縫脆化 。 焊接變形的防止方法 奧氏體不銹鋼的焊接變形較大特別是環(huán)縫的焊接變形較難控制。 (1)從工藝角度采取措施 以較小的焊接規(guī)范 (一般是碳鋼的 90％左右 )施焊，多道多層焊，嚴(yán)格控制層間溫度，使變形傾向減小；采用分段焊，使局部變形傾向減小 以及盡 量合理的布局焊縫，能布置對(duì)稱的盡量對(duì)稱布置，從而也降低應(yīng)力集中，減少變形的發(fā)生。 (2)用焊接夾具控制變形 縱縫的焊接變形可用卷板機(jī)來校正，環(huán)縫的收縮變形 總之為減少焊接引起的變形，都是 采用專用夾具，以機(jī)械約束力減小變形傾向 ， 選用較小的焊接電流，并多層多道焊 ， 分段焊，減小局部變形傾向 。 奧氏體不銹鋼含鉻大于 18%，還含有 8%左右的鎳及少量鉗、欽、氮等元素。綜合性能好，可耐多種介質(zhì)腐蝕，是應(yīng)用最廣泛的不銹鋼，以高 CrNi 型最為普遍。 Q235 鋼焊接時(shí)容易遇到的問題 Q235 屬于 非合金鋼 低碳鋼 ，它的 焊 接一般不需要特殊的工藝措施，但在工件厚度較大或環(huán)境溫度較低（ T≤ 0℃）時(shí)，會(huì)因冷速加快而導(dǎo)致接頭裂紋傾向增加，例如在焊接直徑Φ≥ 3000mm 且壁厚δ≥ 50mm 的結(jié)構(gòu)、焊接壁厚δ≥ 90mm 的第一層焊道、受壓容器壁厚δ≥ 20mm 時(shí)的焊縫有可能產(chǎn)生裂紋。 因此焊接時(shí)應(yīng)采取如下工藝措施： （ 1）焊前預(yù)熱，焊接時(shí)保持道間溫度。 （ 2）采用低氫或超低氫型焊接材料。 （ 3）連續(xù)施焊整條焊縫，避免中斷。 （ 4）在坡口內(nèi)引弧，避免擦傷母材，注意熄弧時(shí)填滿弧坑。 （ 5）不在低溫下進(jìn)行成形、矯正和裝配。 （ 6）盡可能改善嚴(yán)寒 的勞動(dòng)條件。 上述措施可單獨(dú)使用有時(shí)需要綜合使用 。 第三章 奧氏體不銹鋼的焊接特點(diǎn) 焊接熱裂紋 奧氏體不銹鋼由于其熱傳導(dǎo)率小，線膨脹系數(shù)大，因此在焊接過程中，焊接接頭部位河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 的高溫停留時(shí)間較長，焊縫易形成粗大的柱狀晶組織，在凝固結(jié)晶過程中，若硫、磷、錫、銻、妮等雜質(zhì)元素含量較高，就會(huì)在晶間形成低熔點(diǎn)共品，在焊接接頭承受較高的拉應(yīng)力時(shí)，就易在焊縫中形成凝固裂紋，在熱影響區(qū)形成液化裂紋，這都屬于焊接熱裂紋。 防止熱裂紋最有效的途徑是降低鋼及焊材中易產(chǎn)生低熔點(diǎn)共品的雜質(zhì)元素和使鉻鎳奧氏體不銹鋼中含有 4%一 12%的鐵素體組織。 晶間腐蝕 在晶 間上析出碳化鉻，造成品界貧鉻是產(chǎn)生晶間腐蝕的主要原因。為此，選擇超低碳焊材或含有鈮、欽等穩(wěn)定化元素的焊材是防止品間腐蝕的主要措施。 應(yīng)力腐蝕開裂 應(yīng)力腐蝕開裂通常表現(xiàn)為脆性破壞，目發(fā)生破壞的過程時(shí)間短，因此 危害嚴(yán)重。造成奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕開裂的卞要原因是焊接殘余應(yīng)力。焊接接頭的組織變化或應(yīng)力集中的存在，局部腐蝕介質(zhì)濃縮也是影響應(yīng)力腐蝕開裂的原因。 晶間腐蝕 焊縫脆化 應(yīng)力腐蝕開裂 31奧氏體不銹鋼焊縫缺陷處的金相組織 焊接接頭的σ相脆化 σ相是一種脆硬的金屬間化合物，主要析集于柱狀晶的晶界。γ相和δ相都可發(fā)生σ相轉(zhuǎn)變。比如對(duì)于 Cr25Ni20 型焊縫在 800℃ ~ 900℃加熱時(shí)，就會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的γ→δ轉(zhuǎn)變。對(duì)于鉻鎳型奧氏體不銹鋼，特別是鉻鎳鉬型不銹鋼，易發(fā)生δ→σ相轉(zhuǎn)變，這主要是由于鉻、鉬元素具有明顯的σ化作用，當(dāng)焊縫中δ鐵素體含量超過 12％時(shí)，δ→σ的轉(zhuǎn)變非常顯著，造成焊縫金屬的明顯的脆化，這也就是為什么熱壁加氫反應(yīng)器內(nèi)壁堆焊層將δ鐵素體含量控制在 3％ ~10％的原因。 圖 32δ相含量對(duì)焊接熱烈傾向的影響 圖 33δ相在奧氏體基體上的分布 a)單相γ b) γ + δ 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第四章 奧氏體不銹鋼與 Q235 焊材選用 奧氏體不銹鋼的選材 奧氏體不銹鋼焊材的選擇原則是在無裂紋的前提下，保證焊縫金屬的耐蝕性能及力學(xué)性能與母材基本相當(dāng)，或高于母材，一 般要求其合金成分大致與母材成分匹配。對(duì)于耐蝕的奧氏體不銹鋼，一般希望含一定量的鐵素體，這樣既能保證良好的抗裂性能，又能有很好的抗腐蝕性能。對(duì)耐熱用奧氏體鋼，應(yīng)考慮對(duì)焊縫金屬內(nèi)鐵素體含量的控制。對(duì)于長期在高溫運(yùn)行的奧氏體鋼焊件，焊縫金屬內(nèi)鐵素體含量不應(yīng)超過 5％。 綜上可知奧氏體不銹鋼具有良好的焊接性，常用的熔焊方法都能進(jìn)行焊接。但是由于電渣焊熱過程的特點(diǎn)，會(huì)使接頭的耐晶間腐蝕能力降低，并且在熔合線附近易產(chǎn)生嚴(yán)重的刀狀腐蝕，因此極少應(yīng)用。氣體保護(hù) CO2 焊由于 CO2 氣體的強(qiáng)烈氧化性，使合金元素?zé)龘p嚴(yán)重， 并且還會(huì)造 成增碳，形成脺硬的馬氏體組織。 所以也沒有得到推廣應(yīng)用，目前實(shí)用的焊接方法是手弧焊、埋弧焊和氬弧焊 。 奧氏體不銹鋼焊接要點(diǎn) 總的來說，奧氏體不銹鋼具有優(yōu)良的焊接性。幾乎所有的熔化焊接方法均可用于焊接奧氏體不銹鋼，奧氏體不銹鋼的熱物理性能和組織特點(diǎn)決定了其焊接工藝要點(diǎn)。 （ 1） 由于奧氏體不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)小而熱膨脹系數(shù)大，焊接時(shí)易于產(chǎn)生較大的變形和焊接應(yīng)力，因此應(yīng)盡可能選用焊接能量集中的焊接方法。 （ 2） 由于奧氏體不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)小，在同樣的電流下，可比低合金鋼得到較大的熔深。同時(shí)又由于其電阻率大，在焊條電弧 焊時(shí)，為了避免焊條發(fā)紅，與同直徑的碳鋼或低合金鋼焊條相比，焊接電流較小。 （ 3） 焊接規(guī)范。一般不采用大線能量進(jìn)行焊接 。焊條電弧焊時(shí)，宜采用小直徑焊條，快速多道焊，對(duì)于要求高的焊縫，甚至采用澆冷水的方法以加速冷卻，對(duì)于純奧氏體不銹鋼及超級(jí)奧氏體不銹鋼，由于熱裂紋敏感性大，更應(yīng)嚴(yán)格控制焊接線能量，防止焊縫晶粒嚴(yán)重長大與焊接熱裂紋的發(fā)生。 （ 4） 為提高焊縫的抗熱裂性能和耐蝕性能，焊接時(shí)，要特別注意焊接區(qū)的清潔，避免有害元素滲入焊縫。 （ 5）奧氏體不銹鋼焊接時(shí)一般不需要預(yù)熱。為了防止 晶粒長大及碳化物的析出， 以 及保證焊接接頭的塑、韌性和耐蝕姓，應(yīng)控制較低的層間溫度，一般不超過 150℃。 Q235 的選材 選擇焊接材料應(yīng)遵循等強(qiáng)匹配的原則，也就是根據(jù)母材強(qiáng)度等級(jí)及工作條件來選擇焊接材料。低碳鋼結(jié)構(gòu)通常使用抗拉強(qiáng)度平均值為 420MPa 的鋼材。 河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第五章 低碳鋼與奧氏體不銹鋼的焊接性分析 當(dāng)兩種成分、組織性能不同的金屬通過焊接而形成連續(xù)的焊接接頭時(shí)，接頭部位實(shí)質(zhì)上是成分與組織變化的過渡區(qū)，集中了各種矛盾，具體表現(xiàn)如 下； 低碳鋼與奧氏體不銹鋼焊接時(shí)，焊縫金屬平均