【正文】 ◇合理選擇焊材：焊縫與母材應(yīng)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(yīng)力集中或點(diǎn)蝕的缺陷，如咬邊等；采取合理的焊接順序，降低焊接殘余應(yīng)力水平； ◇消除應(yīng)力處理：焊后熱處理，如焊后完全退火或退火；在難以實(shí)施熱處理時(shí)采用焊后錘擊或噴丸等。 ★應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂防止措施： ◇合理設(shè)計(jì)：①耐蝕材料的合理選擇，實(shí)用上選用高Cr、Ni且含高M(jìn)o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(jí)奧氏體不銹鋼顯示明顯的耐應(yīng)力腐蝕能力； ②最大限度地減少應(yīng)力集中和減少高應(yīng)力區(qū)。壓應(yīng)力不會(huì)引起SCC。 ◇高溫高壓水介質(zhì)的存在：其中溶解的氧（O）濃度對(duì)不銹鋼應(yīng)力腐蝕開(kāi)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(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。 ② 對(duì)于奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂： ◇氯化物介質(zhì)的存在：幾乎只要有Cl 存在，即可發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂；溫度升高，應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂加速，在Cl 濃度少的稀溶液中，存在一個(gè)SCC敏感溫度范圍，一般在150300℃。 ◇NaOH介質(zhì)的存在：在超過(guò)5% NaOH的幾乎全部濃度范圍內(nèi)都可產(chǎn)生堿脆，而以30% NaOH附近最為危險(xiǎn)。 ▲化學(xué)成分：不同的材料本身對(duì)于應(yīng)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(yīng)力腐蝕開(kāi)裂是焊接接頭比較嚴(yán)重的失效形式，表現(xiàn)為無(wú)塑性變形的脆性破壞。 ◇焊后穩(wěn)定化退火處理（對(duì)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(shí)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?yàn)殍F素體能大量溶解有害的S、P雜質(zhì)。奧氏體不銹鋼的焊接特點(diǎn)： （1）熱裂紋。但具有顯著的冷加工硬化性，可通過(guò)冷變形方法提高強(qiáng)度。 ●奧氏體不銹鋼的組織特點(diǎn)： ◆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(duì)的和有條件的，目前還沒(méi)有對(duì)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(yīng)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(guó)外鑄造不銹鋼） ； ◇超級(jí)奧氏體型，如254SMo（20Cr18Ni6Mo）。 ▼馬氏體不銹鋼：常見(jiàn)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(shí)際是不銹鋼（耐大氣、水等弱腐蝕介質(zhì)）和耐酸鋼（耐酸、堿、鹽等強(qiáng)腐蝕介質(zhì)）的總稱。 （6）對(duì)于不便于進(jìn)行高溫預(yù)熱或焊后熱處理的場(chǎng)合（尤其是現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)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(xué)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(yīng)選用合金成分和強(qiáng)度級(jí)別較高的焊條。通常選用熔敷金屬化學(xué)成分和力學(xué)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(diǎn)： ☆從合金元素過(guò)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(lái)過(guò)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(dāng)預(yù)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(xì)化晶粒，減小應(yīng)力集中； ④調(diào)整施焊方式減少焊接應(yīng)力（焊接順序、分段退焊等）； ⑤焊后對(duì)焊縫的加強(qiáng)高和焊趾部位打磨呈圓滑過(guò)渡，減小應(yīng)力集中程度； ⑥有條件時(shí)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(hù)焊等）。 ◇正確選用焊接材料： ①采用強(qiáng)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(yīng)變集中程度； ②也可僅在焊縫表層用低強(qiáng)高塑性焊條蓋面。加熱速度較慢時(shí)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(xué)成分：Cr、Mo、V是碳化物的形成元素，會(huì)有析出強(qiáng)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(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生漸進(jìn)的脆變現(xiàn)象。當(dāng)焊縫強(qiáng)度和氫含量較高時(shí)也會(huì)發(fā)生在焊縫內(nèi)。 ★防止措施： ◇盡量減小焊接線能量； ◇控制預(yù)熱溫度不宜過(guò)高。 ★防止措施： ◇通過(guò)預(yù)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(diǎn)： ●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(dǎo)熱率的差別造成過(guò)大的熱應(yīng)力，對(duì)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(yīng)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(qiáng)度：金屬材料在高溫、長(zhǎng)期應(yīng)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(duì)耐熱鋼的認(rèn)識(shí)： 在高溫下能夠保持化學(xué)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(qiáng)度叫做熱強(qiáng)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(yīng)低溫時(shí)應(yīng)不小于34J。 （4）對(duì)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(jìn)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(yīng)按以下原則選用與母材的使用溫度相適應(yīng)的焊條： （1）當(dāng)?shù)蜏劁摻Y(jié)構(gòu)的使用條件在45℃以上時(shí)，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(yīng)力熱處理可以降低低溫鋼焊接產(chǎn)品的脆斷危險(xiǎn)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(lái)實(shí)現(xiàn)。 ●焊件表面的電弧擦傷是應(yīng)力集中源，所以規(guī)定焊接時(shí)不得在焊件表面引弧、收弧和試驗(yàn)電流，嚴(yán)禁有電弧擦傷。所以規(guī)定低溫鋼在組裝過(guò)程中不允許采用錘擊等強(qiáng)制手段進(jìn)行組裝。 （4）避免工藝缺陷：防止焊接接頭產(chǎn)生各種應(yīng)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(cè)移動(dòng)永久磁鐵，并用特斯拉計(jì)監(jiān)測(cè)，可以保證焊縫內(nèi)的剩磁接近于零。 （4）焊接時(shí)電弧的磁偏吹問(wèn)題：9Ni鋼系鐵磁性鋼，焊接時(shí)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(wèn)題：低氫條件下一般不會(huì)產(chǎn)生冷裂紋。 ■舉例：9Ni鋼的焊接特點(diǎn) （1）焊接接頭的低溫韌性問(wèn)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(jié)構(gòu)易于發(fā)生脆性斷裂。當(dāng)板厚較大或拘束較大時(shí)，應(yīng)采用適當(dāng)預(yù)熱。一般可不采用預(yù)熱，但應(yīng)避免在低溫下施焊。低溫鋼結(jié)構(gòu)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(nèi)應(yīng)力引起的一定應(yīng)力水平； （2）由結(jié)構(gòu)、材料、制造缺陷引起的缺口效應(yīng)，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(dāng)高的韌性。組織與熱處理方法有關(guān)：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(xué)成分和組織特點(diǎn)，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(guò)5%。 （6）在某些特殊情況下，例如鋼材冷裂紋傾向較大、結(jié)構(gòu)剛性大、板材較厚和接頭冷卻速度較快時(shí)，為防止裂紋，以及考慮母材金屬成分的過(guò)渡，有效的辦法是選用強(qiáng)度級(jí)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(biāo)準(zhǔn)是510mL/100g；超低氫型焊條為≤5mL/100g。 （5）對(duì)于同一強(qiáng)度等級(jí)的酸性焊條和堿性焊條的選用，主要取決于焊接件的結(jié)構(gòu)形狀（簡(jiǎn)單或復(fù)雜）、鋼板厚度、工作條件（靜載荷或動(dòng)載荷）和鋼材的抗裂性能等方面。 （4）對(duì)于一些在腐蝕介質(zhì)中工作的低合金鋼，則主要根據(jù)焊縫金屬耐腐蝕性能來(lái)選擇焊條。對(duì)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?zèng)_擊值應(yīng)不低于相應(yīng)母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下限值。 ★壓力容器制造和現(xiàn)場(chǎng)組焊時(shí)，應(yīng)注意所采購(gòu)的焊條其質(zhì)量證明書標(biāo)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(yīng)與母材一致。 ★JB/T4709規(guī)定：碳素鋼、低合金鋼的焊縫金屬應(yīng)保證力學(xué)性能，且其抗拉強(qiáng)度不應(yīng)超過(guò)母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的上限值加30MPa。要求焊縫的強(qiáng)度等于或略高于母材金屬的強(qiáng)度，而不希望焊縫強(qiáng)度太高。必要時(shí)還應(yīng)通過(guò)焊接性試驗(yàn)最終確定。 ◇其它：如控制裝配間隙、改善接頭設(shè)計(jì)、改進(jìn)裝配質(zhì)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(shí)際厚度不要超過(guò)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(zhǎng)方向及其會(huì)合面的偏析情況。 ★注意：不能通過(guò)提高焊接速度來(lái)降低線能量。 ▲調(diào)整焊接工藝： ◇限制過(guò)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(guān)鍵是選擇適用的焊接材料，控制C、S、P含量。 ▲控制拘束應(yīng)力： ◇通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減少剛度或拘束度； ◇預(yù)熱； ◇采取合理焊接順序，使焊縫有收縮余地； ◇坡口設(shè)計(jì)以減少焊縫金屬填充量； ◇焊后消除應(yīng)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(zhì)偏析，易形成低熔點(diǎn)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(yīng)力存在（拘束度大） ▲焊縫金屬內(nèi)的高含氫量（擴(kuò)散氫的影響） ●焊接冷裂紋的控制措施： ▲控制組織硬化： ◇預(yù)熱；◇通過(guò)較大線能量降低接頭冷卻速度；◇冬季和厚板多道焊時(shí)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(dāng)?shù)念A(yù)熱，以獲得適當(dāng)小的焊接冷卻速度。如16MnR（屈服強(qiáng)度下限 285MPa） ▲屈服強(qiáng)