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异种钢焊接技术

2022-08-18 来源:齐齐哈尔机械信息网

2017-06-22 16:55:46来源: 贤集网

异种钢的概念

异种钢主要是指在化学成分或者组织以及性能上有差异的焊接接头两侧母材的钢。将两种不同种类的钢进行焊接的焊接接头成为异种钢接头。异种钢的焊接结构大多应用于,大型火电站高参数机组中的主蒸汽管、主蒸汽机箱、汽轮机缸体、过热器管和再热器管与联箱等等。

异种钢焊接中存在的问题

异种钢焊接技术是一种复杂且难度较高的工艺方法,在现实中的焊接过程中,要根据现场拥有的钢材特质挑选适合且合理的焊接工艺。熔合区的热应力较大。异种钢由于其组成的特殊,线膨胀系数存在着差异,所以其熔合线一定存在热应力。当异种钢的理化性能的差异越大,存在的热应力就变大,这很可能成为损坏接头的主要原因。

奥氏体钢与非奥氏体钢之间的焊接容易在熔合区生成马氏体。无论使用什么种类的焊条进行焊接,焊缝与母材的交界位置,总会产生马氏体组织。这种马氏体组织会在使用中或者焊接中形成裂缝,导致损坏焊接接头。

熔合区内碳出现扩散。在焊缝与母材的合金成分有较大差异的时候,焊接时熔合区内合金元素会出现自动的再分配现象。尤其是富含碳化合物的,会与碳形成结合,最终导致碳的扩散和转移。其后果为,碳浓度出现及其夸张的不均匀性。如进行焊后冷却,碳是来不及进行扩散的,所以此时的焊缝熔合区没有较明显的扩散层。可在热处理的受热下,情况就截然不同,持续的高温环境下,会出现较明显的扩散层,这是焊接时的一个很严峻的问题。这会使得异种钢接头的性能出现大幅下降。

异种钢焊接的工艺原则

异种钢焊接问题主要有以下几个方面,焊条预热温度、回火温度选择。

同类组织不同成分的异种钢。使用异种钢焊接珠光体时,焊条的选择应按照合金元素成分较低的钢材来进行。被焊金属合金元素之间的含量有差距时,可使用一种中间含量的焊条。其预热温度与合金元素含量较高的钢材保持一致,回火温度一般选择含有较多合金元素以及焊接性较差的钢材,其最适宜的温度。同时需要考虑在内的,就是碳化物形成元素的数量问题,如要是碳的扩散层减少,那么选择一个较低的回火温度绝对有效果。因此,回火温度的选择最适宜的是两种钢材所规定的温度的平均值。

不同组织的异种钢

(1)珠光体与马氏体钢与奥氏体钢接头。这种接头必须用奥氏体钢焊条。因为珠光体的刚才其自身对焊接金属有淡化的效应,使焊缝发生脆化效果,后续将可能成为冷裂缝,对焊接质量造成严重影响。所以在焊接这类接头时,奥氏体焊接条是最好的选择。当焊接刚性较大的焊件时,其珠光体钢和奥氏体焊缝熔合区可能在回火或者使用过程中,发生脆弱性破坏。如用镍含量较高的焊条,就可以有效避免这类情况的发生。

(2)珠光体与马氏体钢焊接接头。焊条的选择,最合适选择两种钢材之间的化学成分。这样做,可以针对厚壁大径管采取预敷焊法和填补焊法进行焊接。预热以及热处理的要求,最好与12%铬钢接头相同即可。在出现严重碳扩散现象时,可按照低档合金钢材接头要求进行。

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