【正文】 的鉻、鎳當量 鋼號 化學成份（質量分數， %） 鉻當量 （ %） 鎳當量 （ %） 上圖中 位置 C Mn Si Cr Ni Q235 b 1Cr18Ni9 a 表 5 2 焊縫熔敷金屬的鉻、鎳當量 焊條 化學成份（質量分數， %） 鉻當量 （ %） 鎳當量 （ %） 上圖中位置 型號 牌號 C Mn Si Cr Ni E30816 A102 c E30915 A307 d E31015 A407 e 對焊接 1Cr18Ni9鋼和 Q235鋼常用的幾種焊條的熔敷金屬進行鉻當量和鎳當量的計算，計算結果見表 52，首先選用不銹鋼焊條 A102 做為填充金屬，其鉻、鎳當量對應如圖 51中的 c 點。 f 點所處焊縫位置為馬氏體組織。首先將鋼中的合金元素折算成 鉻當量和鎳當量再在 圖 51中找出相應的點，即可知道焊縫的正常冷卻組織中的相組成。 稀釋程度取決于母材金屬在焊縫金屬中所占的質量比，低碳鋼與奧氏體不銹鋼的焊縫，希望母材在焊縫金屬中所占的比例要小即融合比要小，且穩(wěn)定，影響融合比的因素很多如焊縫形狀、焊接方法、焊接電流、電弧電壓。低碳鋼結構通常使用抗拉強度平均值為 420MPa 的鋼材。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，應控制較低的層間溫度，一般不超過 150℃。 （ 4） 為提高焊縫的抗熱裂性能和耐蝕性能，焊接時，要特別注意焊接區(qū)的清潔，避免有害元素滲入焊縫。一般不采用大線能量進行焊接 。同時又由于其電阻率大，在焊條電弧 焊時，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。 （ 1） 由于奧氏體不銹鋼導熱系數小而熱膨脹系數大，焊接時易于產生較大的變形和焊接應力，因此應盡可能選用焊接能量集中的焊接方法。 奧氏體不銹鋼焊接要點 總的來說，奧氏體不銹鋼具有優(yōu)良的焊接性。氣體保護 CO2 焊由于 CO2 氣體的強烈氧化性，使合金元素燒損嚴重， 并且還會造 成增碳，形成脺硬的馬氏體組織。 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行焊接。對耐熱用奧氏體鋼，應考慮對焊縫金屬內鐵素體含量的控制。 圖 32δ相含量對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 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（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性能與母材基本相當，或高于母材，一 般要求其合金成分大致與母材成分匹配。比如對于 Cr25Ni20 型焊縫在 800℃ ~ 900℃加熱時，就會發(fā)生強烈的γ→δ轉變。 晶間腐蝕 焊縫脆化 應力腐蝕開裂 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。造成奧氏體不銹鋼應力腐蝕開裂的卞要原因是焊接殘余應力。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。 防止熱裂紋最有效的途徑是降低鋼及焊材中易產生低熔點共品的雜質元素和使鉻鎳奧氏體不銹鋼中含有 4%一 12%的鐵素體組織。 上述措施可單獨使用有時需要綜合使用 。 （ 5）不在低溫下進行成形、矯正和裝配。 （ 3）連續(xù)施焊整條焊縫，避免中斷。 因此焊接時應采取如下工藝措施： （ 1）焊前預熱，焊接時保持道間溫度。綜合性能好，可耐多種介質腐蝕，是應用最廣泛的不銹鋼，以高 CrNi 型最為普遍。 (2)用焊接夾具控制變形 縱縫的焊接變形可用卷板機來校正，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 。 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。低溫狀態(tài)下尤為明顯。 應力腐蝕開裂 應力腐蝕開裂是焊接接頭在特定腐蝕環(huán)境下受拉伸應力 時所產生的延遲開裂現象。 最常見的是焊縫凝固裂紋， 奧氏體不銹鋼導熱系數小，而線膨脹系數大，焊接過程中易于產生拉應力 ,奧氏體不銹鋼在結晶時晶粒間存在很薄的液相層，塑性很低。 晶間腐蝕的防止措施 采用低碳焊條、降低焊接電流、加快焊接速度。 即 當奧氏體不銹鋼加熱至 450～ 850℃的敏化溫度區(qū)時，鋼中的碳向奧氏體組織擴散沿晶界沉淀析出 Cr23C6，致使晶界邊界層含 Cr 量低于 12％，大大降低了不銹鋼的耐腐蝕性和焊縫強度。 河北機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文） 5 第二章 188 鋼及 Q235 焊接時容易遇到的問題 188 鋼在廣義上來說屬于奧氏體不銹鋼，它在焊接時容易遇到如下問題，例如： 焊接接頭晶間腐蝕、焊接接頭熱裂紋、應力腐蝕開裂、奧氏體焊縫的脆化 、較大的焊接變形 。 合理選擇焊接材料：焊接時要選擇合適的焊接材料、保護氣氛。 不銹鋼焊接的防范措施 控制焊接電流：不銹鋼的焊接規(guī)范要小于低碳鋼，電流量約為低碳鋼的 80%。 低碳鋼及其焊接性 因為其含碳量還不足 25%且合金元素含量又較少， 焊接接頭的塑性和沖擊韌度也很好，焊接時一般不需預熱、控制道間溫度及后熱，焊后也不必采取熱處理來改善組織，可以說在整個 焊接過程中不需要特殊的工藝措施，其焊接性優(yōu)良。生產中，常根據鋼材的化學成分來評定其焊接性。 影響金屬焊接性的因素很多，主要有材料 (化學成分、組織狀態(tài)、力學性能等 )、設計 (結構型式 )、 工藝 (焊接方法、焊接規(guī)范等 )及工作條件 (工作溫度、負荷條件、工作環(huán)境等 )等 4個方面。 奧氏體不銹鋼及其焊接性 焊接性是指金屬材料在一定的焊接工藝條件下 (焊接方法、焊接材料、焊接工藝參數和結構形式等 )，獲得優(yōu)質焊接接頭的難易程度。 （ 3） 不需要使用特殊和復雜的工藝設備，對焊接電源和焊接材料沒有特殊要求，交直流焊機、酸堿性焊條和焊劑都可以使用。 焊接時具有以下特點； （ 1） 可裝配成各種接頭形式，適應各種不同位置的焊接，且焊接工藝和技術簡單，容易掌握。 低碳鋼物理性質及其特點 低 碳 鋼是含碳 %,硬度 60HBW90HBW,其含碳質量分數 低，硅錳含量又較少，因此在通常情況下不會因焊接引起嚴重的硬化組織和產生淬火組織，其強度不高（一般在500MP 以下），塑性和沖擊韌度優(yōu)良?！?0HRB。 又稱不銹耐酸鋼。如果保護層被破壞，下面的鋼便開始銹蝕。不幸的是，在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續(xù)進行氧化，使銹蝕不斷擴大，最終形成孔洞。 因為 1Cr18Ni9 是屬于奧氏體不銹鋼簡稱 188 鋼，而 Q235 屬于低碳鋼，它們的組織不同所以在焊接上存在一定的難度，所以下面以 188 鋼和 Q235 為例介紹一下它們的焊接。