【正文】 ◇合理選擇焊材：焊縫與母材應有良好的匹配，不產(chǎn)生任何不良組織，如晶粒粗化及硬脆馬氏體等； ◇采取合適的焊接工藝：保證焊縫成形良好，不產(chǎn)生任何應力集中或點蝕的缺陷，如咬邊等；采取合理的焊接順序，降低焊接殘余應力水平； ◇消除應力處理：焊后熱處理，如焊后完全退火或退火；在難以實施熱處理時采用焊后錘擊或噴丸等。 ★應力腐蝕開裂防止措施： ◇合理設計：①耐蝕材料的合理選擇，實用上選用高Cr、Ni且含高Mo的奧氏體不銹鋼是合理的，雙相不銹鋼具有最好的抗SCC性能，超級奧氏體不銹鋼顯示明顯的耐應力腐蝕能力； ②最大限度地減少應力集中和減少高應力區(qū)。壓應力不會引起SCC。 ◇高溫高壓水介質的存在：其中溶解的氧（O）濃度對不銹鋼應力腐蝕開裂傾向影響很大，且存在一敏感溫度范圍150300℃，在300℃附近最易產(chǎn)生應力腐蝕開裂。 ② 對于奧氏體不銹鋼的應力腐蝕開裂： ◇氯化物介質的存在：幾乎只要有Cl 存在，即可發(fā)生應力腐蝕開裂；溫度升高，應力腐蝕開裂加速，在Cl 濃度少的稀溶液中，存在一個SCC敏感溫度范圍，一般在150300℃。 ◇NaOH介質的存在：在超過5% NaOH的幾乎全部濃度范圍內都可產(chǎn)生堿脆，而以30% NaOH附近最為危險。 ▲化學成分：不同的材料本身對于應力腐蝕敏感性有所不同。斷口上常附有各種腐蝕產(chǎn)物及氧化現(xiàn)象。 ●奧氏體不銹鋼焊接接頭的應力腐蝕開裂是焊接接頭比較嚴重的失效形式，表現(xiàn)為無塑性變形的脆性破壞。 ◇焊后穩(wěn)定化退火處理（對耐晶間腐蝕性能要求很高的焊件而言）：850 ℃/23h，空冷?！笥珊附z或焊條向焊縫熔入一定量的鐵素體形成元素，使焊縫金屬成為奧氏體+鐵素體的雙相組織，（鐵素體一般控制在412%）。 （2）晶間腐蝕：根據(jù)貧鉻理論，焊縫和熱影響區(qū)在加熱到450850℃敏化溫度區(qū)時在晶界上析出碳化鉻，造成貧鉻的晶界，不足以抵抗腐蝕的程度。因為鐵素體能大量溶解有害的S、P雜質。奧氏體不銹鋼的焊接特點： （1）熱裂紋。但具有顯著的冷加工硬化性，可通過冷變形方法提高強度。 ●奧氏體不銹鋼的組織特點： ◆通常在常溫下的組織為純奧氏體，也有一些為奧氏體+少量鐵素體，這種少量鐵素體有助于防止熱裂紋。 ★注意： 不銹鋼的不銹性和耐蝕性是相對的和有條件的，目前還沒有對任何腐蝕環(huán)境都具有耐蝕性的不銹鋼，所以不銹鋼的選用應根據(jù)具體的使用條件加以合理考慮。 ▼奧氏體不銹鋼：大致分為： ◇Cr18Ni8型，如0Cr18Ni0Cr17Ni12Mo2等； ◇Cr25Ni13型，如0Cr23Ni13； ◇Cr25Ni20型，如0Cr25Ni20 ； ◇Cr25Ni35型，如4Cr25Ni35（國外鑄造不銹鋼） ； ◇超級奧氏體型，如254SMo（20Cr18Ni6Mo）。 ▼馬氏體不銹鋼：常見的以Cr13不銹鋼為代表，在常溫下具有馬氏體組織，如1Cr12Cr13Cr11Cr17Ni9Cr18MoV。 ◆高鉻型不銹鋼包括馬氏體型不銹鋼和鐵素體不銹鋼兩大類。 ●不銹鋼的分類 ◆不銹鋼根據(jù)其顯微組織分為鐵素體型、馬氏體型、奧氏體型、奧氏體+鐵素體型和沉淀硬化型不銹鋼。不銹鋼實際是不銹鋼（耐大氣、水等弱腐蝕介質）和耐酸鋼（耐酸、堿、鹽等強腐蝕介質）的總稱。 （6）對于不便于進行高溫預熱或焊后熱處理的場合（尤其是現(xiàn)場補焊），可采用奧氏體焊條或鎳基合金焊條。%左右。 （5）考慮到防止熱裂紋，通常將焊材中的碳含量控制在低于母材的碳含量。 （4）不論從提高焊接接頭的抗裂紋能力，還是從滿足力學性能考慮，都要求采用堿性低氫型焊條。 （2）如焊件焊后需經(jīng)退火、正火或熱成形，則應選用合金成分和強度級別較高的焊條。通常選用熔敷金屬化學成分和力學性能與母材相同或接近的焊條。鉻鉬珠光體耐熱鋼的焊條選用要點： ☆從合金元素過渡方式看，絕大多數(shù)低合金耐熱鋼焊條的主要合金成分都是由藥皮來過渡的。 ◇控制焊接工藝： ①堆焊隔離層；☆控制適宜的線能量； ②適當預熱和提高層間溫度； ③采用回火焊道（焊趾覆層或TIG重熔）有助于細化晶粒，減小應力集中； ④調整施焊方式減少焊接應力（焊接順序、分段退焊等）； ⑤焊后對焊縫的加強高和焊趾部位打磨呈圓滑過渡，減小應力集中程度； ⑥有條件時可采用熱輸入量小、熱影響區(qū)窄、焊縫金屬含氫量低的焊接方法（如窄間隙焊、熔化極氣體保護焊等）。 ◇正確選用焊接材料： ①采用強度較低的焊縫金屬，以提高其塑性變形能力，可減輕近縫區(qū)塑性應變集中程度； ②也可僅在焊縫表層用低強高塑性焊條蓋面。加熱速度較慢時容易發(fā)生再熱裂紋。焊接接頭中的咬邊、根部未焊透等處是產(chǎn)生再熱裂紋的裂源。 ▲再熱裂紋的主要影響因素： ◇化學成分：Cr、Mo、V是碳化物的形成元素，會有析出強化作用，增加鋼的再熱裂紋敏感性。 （5）再熱裂紋：在焊接之后再次處于高溫（如焊后熱處理）下產(chǎn)生的裂紋。 （4）回火脆性：鉻鉬鋼及其焊接接頭在370565℃溫度區(qū)間長期運行過程中發(fā)生漸進的脆變現(xiàn)象。當焊縫強度和氫含量較高時也會發(fā)生在焊縫內。 ★防止措施： ◇盡量減小焊接線能量； ◇控制預熱溫度不宜過高。 ★防止措施： ◇通過預熱盡可能提高焊接加熱速度；◇ 適中的焊接線能量。主要合金元素Cr和Mo能顯著地提高鋼的淬硬性。鉻鉬珠光體耐熱鋼的焊接特點： ●鉻鉬珠光體耐熱鋼的基本合金元素是Cr和Mo，有的還含有V、W、Si、Ti、B等。 （5）低合金耐熱鋼接頭的物理均一性：低合金耐熱鋼焊接接頭具有與母材基本相同的物理性能，防止接頭材料的熱膨脹系數(shù)和導熱率的差別造成過大的熱應力，對接頭的提前失效產(chǎn)生不利影響。 （3）接頭的組織穩(wěn)定性：要求接頭各區(qū)的組織不應產(chǎn)生明顯的變化及由此引起的脆變或軟化。 （2）接頭的抗氫性和抗氧化性：具有與母材基本相同的抗氫性和抗高溫氧化性。 （4）高溫抗氧化能力。 （2）高溫持久強度：金屬材料在高溫、長期應力作用下抵抗斷裂的能力。 ●耐熱鋼的高溫性能： （1）抗蠕變性能。組織為馬氏體、鐵素體和奧氏體三種。 ■如：、9Cr1MoV等。退火狀態(tài)下的組織為鐵素體+碳化物；正火+回火狀態(tài)下的組織為鐵素體+貝氏體。供貨狀態(tài)主要為退火、或正火+回火。 ■如：12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV等。組織主要為珠光體+鐵素體，所以也稱珠光體耐熱鋼。 ●耐熱鋼的分類： （1）低合金耐熱鋼： 合金元素總含量5%以下。（四）鉻鉬珠光體耐熱鋼的焊條選用對耐熱鋼的認識： 在高溫下能夠保持化學穩(wěn)定性（耐腐蝕、不起皮）叫做熱穩(wěn)定性；在高溫下具有足夠的強度叫做熱強性。 ★JB/T47092000規(guī)定：用于焊接低溫鋼的鎳鋼焊條的焊縫金屬夏比V型缺口沖擊吸收功在相應低溫時應不小于34J。 （4）對于9Ni鋼的焊接，常用的焊接材料有三種，即：含Ni約60%以上的Inconel型、含Ni約40%的FeNi基型、含Ni13%Cr16%的奧氏體不銹鋼改進型。 （3）在100℃左右使用的低溫鋼。 （2）使用條件在60℃以下的低溫鋼，一般均采用含鎳的低溫鋼焊條。故應按以下原則選用與母材的使用溫度相適應的焊條： （1）當?shù)蜏劁摻Y構的使用條件在45℃以上時，可選用低溫韌性好的TiB系或高韌性普通低合金鋼焊條。 （5）焊后消除應力熱處理可以降低低溫鋼焊接產(chǎn)品的脆斷危險性。這種表面退火焊道通?？梢杂面u極氬弧焊不填焊絲表面重熔來實現(xiàn)。 ●焊件表面的電弧擦傷是應力集中源，所以規(guī)定焊接時不得在焊件表面引弧、收弧和試驗電流，嚴禁有電弧擦傷。所以規(guī)定低溫鋼在組裝過程中不允許采用錘擊等強制手段進行組裝。 （4）避免工藝缺陷：防止焊接接頭產(chǎn)生各種應力集中源。 （2）正確選擇焊材，保證焊縫足夠的沖擊韌性水平。 ◇避免使用大電流的碳弧氣刨清根，而改用砂輪打磨。在坡口焊縫的背側移動永久磁鐵，并用特斯拉計監(jiān)測，可以保證焊縫內的剩磁接近于零。 （4）焊接時電弧的磁偏吹問題：9Ni鋼系鐵磁性鋼，焊接時易發(fā)生電弧的磁偏吹，造成夾渣、未熔合等焊接缺陷的產(chǎn)生 。 （3）焊接冷裂紋問題：低氫條件下一般不會產(chǎn)生冷裂紋。 ■舉例：9Ni鋼的焊接特點 （1）焊接接頭的低溫韌性問題（包括焊縫金屬、熔合區(qū)和粗晶區(qū)）。 ★特別提醒：低溫下使用的焊接結構易于發(fā)生脆性斷裂。當板厚較大或拘束較大時，應采用適當預熱。一般可不采用預熱，但應避免在低溫下施焊。低溫鋼結構發(fā)生脆性斷裂的必要條件： （1）必須具備由外載荷及殘余內應力引起的一定應力水平； （2）由結構、材料、制造缺陷引起的缺口效應，其中由焊接而引起的缺陷（幾何的或冶金的）往往是脆斷的裂源。 ▲高合金奧氏體型低溫鋼：合金元素總含量大于10%，組織為奧氏體，在196～269℃的低溫下仍保持相當高的韌性。組織與熱處理方法有關：淬火后的組織為低碳馬氏體；正火后的組織為低碳馬氏體、鐵素體及少量奧氏體；回火后的組織為含鎳鐵素體和少量富碳奧氏體。 ■舉例：低合金低溫鋼16MnDR（40 ℃ ）、低溫碳鋼ASTM A333Gr6（ 45 ℃ ） 、 鋼ASTM A333Gr3 （100 ℃ ）等。 ●低溫鋼的分類：根據(jù)化學成分和組織特點，分為三大類： ▲低合金鐵素體型低溫鋼：含合金元素總量不超過5%。 （6）在某些特殊情況下，例如鋼材冷裂紋傾向較大、結構剛性大、板材較厚和接頭冷卻速度較快時，為防止裂紋，以及考慮母材金屬成分的過渡，有效的辦法是選用強度級別比母材金屬略低、塑性和韌性高、抗裂性好的焊條。 ☆低氫型焊條的含氫量標準是510mL/100g；超低氫型焊條為≤5mL/100g。 （5）對于同一強度等級的酸性焊條和堿性焊條的選用，主要取決于焊接件的結構形狀（簡單或復雜）、鋼板厚度、工作條件（靜載荷或動載荷）和鋼材的抗裂性能等方面。 （4）對于一些在腐蝕介質中工作的低合金鋼，則主要根據(jù)焊縫金屬耐腐蝕性能來選擇焊條。對于有沖擊韌性要求的焊件，一般情況選用的焊條其焊縫金屬沖擊值應不低于相應母材標準規(guī)定下限值。 ★壓力容器制造和現(xiàn)場組焊時，應注意所采購的焊條其質量證明書標注的S、P量是否符合JB/T47472002的規(guī)定。一般情況選用焊條熔敷金屬的S、P含量應與母材一致。 ★JB/T4709規(guī)定：碳素鋼、低合金鋼的焊縫金屬應保證力學性能，且其抗拉強度不應超過母材標準規(guī)定的上限值加30MPa。要求焊縫的強度等于或略高于母材金屬的強度，而不希望焊縫強度太高。必要時還應通過焊接性試驗最終確定。 ◇其它：如控制裝配間隙、改善接頭設計、改進裝配質量等。 ◇降低拘束度。 一般希望避免出現(xiàn)焊縫系數(shù)小于1的情況，即焊縫實際厚度不要超過焊縫寬度。 ◇控制成形系數(shù)（焊縫寬度與焊縫厚度之比）： 焊縫系數(shù)影響枝晶成長方向及其會合面的偏析情況。 ★注意：不能通過提高焊接速度來降低線能量。 ▲調整焊接工藝： ◇限制過熱：降低線能量，并采用小的焊接電流和小的焊接速度。 ●焊縫熱裂紋的控制措施： ▲控制焊縫成分：關鍵是選擇適用的焊接材料，控制C、S、P含量。 ▲控制拘束應力： ◇通過結構設計減少剛度或拘束度； ◇預熱； ◇采取合理焊接順序，使焊縫有收縮余地； ◇坡口設計以減少焊縫金屬填充量； ◇焊后消除應力熱處理（3）焊縫金屬的熱裂紋傾向 ●產(chǎn)生熱裂紋的兩要素： ▲焊縫中S、P雜質偏析，易形成低熔點共晶體偏析于晶界處。 （2）焊接接頭的冷裂紋傾向： ●產(chǎn)生冷裂紋的三要素： ▲熱影響區(qū)或焊縫金屬的淬硬傾向（組織硬化） ▲焊接接頭的拉應力存在（拘束度大） ▲焊縫金屬內的高含氫量（擴散氫的影響） ●焊接冷裂紋的控制措施： ▲控制組織硬化： ◇預熱；◇通過較大線能量降低接頭冷卻速度；◇冬季和厚板多道焊時采取緩冷等措施。 ●防止硬化的措施： 采用適中的線能量配合以適當?shù)念A熱，以獲得適當小的焊接冷卻速度。如16MnR（屈服強度下限 285MPa） ▲屈服強度