在壓力容器焊接生產中,通常會遇到不同鋼種相互焊接的問題,即異種鋼焊接。如復合鋼板壓力容器的焊接、容器不銹(xiu)鋼襯里塞焊、換熱器的不銹鋼換熱管與管板不同鋼種的焊接等。


1. 稀釋問題


  如果是珠光體鋼與奧氏體鋼形成的異種鋼焊接(jie)接(jie)頭,一般均應用Cr-Ni奧氏體鋼或N基合金作為焊接(jie)材料。


  假設(she)用(yong)18-8鋼(s)與(yu)低碳鋼(m)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie),如圖3-13所示,焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)時兩種(zhong)母(mu)材(cai)(cai)都要熔(rong)人熔(rong)池(chi)。若不(bu)填(tian)充焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)料(liao),兩種(zhong)鋼以(yi)同比例(li)熔(rong)入焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng),由圖3-14(舍夫勒圖)求得(de)圖中點'通(tong)常認為(wei)這就是待焊(han)(han)(han)(han)(han)母(mu)材(cai)(cai)。具有(you)點d成(cheng)(cheng)分(fen)的(de)母(mu)材(cai)(cai)再與(yu)成(cheng)(cheng)分(fen)為(wei)點f或點f'的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)條金屬(shu)相(xiang)熔(rong)合(he)(he)后,構成(cheng)(cheng)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金屬(shu),相(xiang)應組(zu)成(cheng)(cheng)應在(zai)a-f或a-f'的(de)連(lian)線(xian)上(shang)并由熔(rong)合(he)(he)比的(de)大小來決(jue)定(ding)。采用(yong)分(fen)為(wei)f'的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)條,熔(rong)合(he)(he)比高達0.7仍可保(bao)證焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)不(bu)出現(xian)馬(ma)氏體組(zu)織,而(er)是單獨相(xiang)奧(ao)氏體,組(zu)織具有(you)一定(ding)的(de)熱裂(lie)傾向。采用(yong)成(cheng)(cheng)分(fen)為(wei)f的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)條,則(ze)由a-f連(lian)線(xian)可得(de),如果熔(rong)合(he)(he)比控制(zhi)在(zai)0.3以(yi)下(xia),可得(de)到A+F(δ+γ)雙相(xiang)組(zu)織。同樣,應用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)條18-8型,其組(zu)成(cheng)(cheng)與(yu)母(mu)材(cai)(cai)相(xiang)同,則(ze)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金屬(shu)的(de)組(zu)成(cheng)(cheng)將在(zai)a-s線(xian)上(shang),這時,只有(you)控制(zhi)熔(rong)合(he)(he)比小于0.15才能避免(mian)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)有(you)馬(ma)氏體產生。


  因此,必須正(zheng)確選擇高(gao)合(he)金的(de)焊接材料,控(kong)制熔(rong)合(he)比或稀釋率。


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2. 凝(ning)固(gu)過渡(du)層的存在


  前面敘(xu)述(shu)的焊(han)縫(feng)金屬成分指(zhi)的是平均成分。靠(kao)近熔合線的焊(han)縫(feng)金屬的成分有一定(ding)的濃度梯度。這種(zhong)成分上(shang)的過渡變化(hua)區(qu)是由于(yu)熔池凝固(gu)特性造成的,所以稱為(wei)凝固(gu)過渡層。一般增加焊(han)縫(feng)金屬的鎳含(han)量(liang)可以縮(suo)小過渡層。



3. 碳遷移過渡(du)層的形成(cheng)


  在異種鋼焊接(jie)時,一(yi)般可以(yi)出現(xian)低合金鋼一(yi)側(ce)(ce)的(de)(de)碳(tan)(tan)通過(guo)焊縫(feng)邊界(jie)向高(gao)合金焊縫(feng)中(zhong)遷(qian)(qian)移(yi)擴散的(de)(de)現(xian)象,分別在焊縫(feng)邊界(jie)兩側(ce)(ce)形(xing)(xing)成(cheng)脫碳(tan)(tan)層(ceng)(ceng)和增(zeng)碳(tan)(tan)層(ceng)(ceng)。即在低合金鋼母材側(ce)(ce)形(xing)(xing)成(cheng)脫碳(tan)(tan)層(ceng)(ceng),另(ling)一(yi)側(ce)(ce)為增(zeng)碳(tan)(tan)層(ceng)(ceng),它們總稱(cheng)為碳(tan)(tan)遷(qian)(qian)移(yi)過(guo)渡層(ceng)(ceng)。由硬(ying)度(du)試驗(yan)可以(yi)測定碳(tan)(tan)遷(qian)(qian)移(yi)的(de)(de)存在,如(ru)圖3-15所示。增(zeng)碳(tan)(tan)層(ceng)(ceng)是(shi)由于碳(tan)(tan)擴散遷(qian)(qian)移(yi)而析出碳(tan)(tan)化(hua)物所造成(cheng)的(de)(de)。由此形(xing)(xing)成(cheng)的(de)(de)硬(ying)度(du)突變現(xian)象對焊接(jie)接(jie)頭性能有害。


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4. 殘余應力的形成


  異種(zhong)鋼焊接時(shi),由(you)于兩種(zhong)鋼的線脹系數相差很大(da),不(bu)僅在(zai)焊接時(shi)會產(chan)生較(jiao)大(da)的殘余應力,而(er)且(qie)在(zai)使用中若有循環溫(wen)度作(zuo)用,也會形成熱應力。由(you)于殘余應力的存在(zai),常常影響工(gong)作(zuo)性(xing)能。



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