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、容器不銹鋼襯里塞焊、換熱器的不(bu)銹鋼換熱管與管板不同鋼種的焊接等。


1. 稀釋問(wen)題


  如(ru)果是(shi)珠光體(ti)鋼與奧氏體(ti)鋼形成的異種(zhong)鋼焊接接頭(tou),一般均應用Cr-Ni奧氏體(ti)鋼或N基(ji)合金作為(wei)焊接材(cai)料。


  假設用18-8鋼(gang)(s)與(yu)低(di)碳鋼(gang)(m)焊(han)(han)(han)(han)接(jie),如圖(tu)(tu)3-13所示,焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時兩(liang)種母材都要熔(rong)(rong)人熔(rong)(rong)池。若不(bu)(bu)填充焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材料,兩(liang)種鋼(gang)以(yi)同比(bi)例熔(rong)(rong)入焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng),由圖(tu)(tu)3-14(舍夫勒圖(tu)(tu))求得圖(tu)(tu)中點(dian)'通常認為(wei)這就(jiu)是待焊(han)(han)(han)(han)母材。具有(you)點(dian)d成(cheng)(cheng)分(fen)的(de)母材再與(yu)成(cheng)(cheng)分(fen)為(wei)點(dian)f或(huo)點(dian)f'的(de)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)金(jin)(jin)屬相(xiang)熔(rong)(rong)合后,構(gou)成(cheng)(cheng)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬,相(xiang)應(ying)組(zu)成(cheng)(cheng)應(ying)在a-f或(huo)a-f'的(de)連線上并由熔(rong)(rong)合比(bi)的(de)大小來(lai)決定。采用分(fen)為(wei)f'的(de)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao),熔(rong)(rong)合比(bi)高達0.7仍可(ke)保證焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)不(bu)(bu)出現馬氏(shi)體組(zu)織(zhi)(zhi),而是單獨相(xiang)奧(ao)氏(shi)體,組(zu)織(zhi)(zhi)具有(you)一定的(de)熱裂傾(qing)向。采用成(cheng)(cheng)分(fen)為(wei)f的(de)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao),則由a-f連線可(ke)得,如果熔(rong)(rong)合比(bi)控制在0.3以(yi)下,可(ke)得到(dao)A+F(δ+γ)雙相(xiang)組(zu)織(zhi)(zhi)。同樣(yang),應(ying)用焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)18-8型,其組(zu)成(cheng)(cheng)與(yu)母材相(xiang)同,則焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬的(de)組(zu)成(cheng)(cheng)將在a-s線上,這時,只(zhi)有(you)控制熔(rong)(rong)合比(bi)小于(yu)0.15才能避免焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)有(you)馬氏(shi)體產生。


  因(yin)此,必須(xu)正確(que)選擇高(gao)合金的焊接材料,控制(zhi)熔合比或稀釋率。


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2. 凝固過渡層的存在


  前(qian)面敘述的(de)焊縫金(jin)屬(shu)(shu)成分(fen)指的(de)是平均成分(fen)。靠近熔合線的(de)焊縫金(jin)屬(shu)(shu)的(de)成分(fen)有一(yi)定的(de)濃度(du)梯(ti)度(du)。這種成分(fen)上(shang)的(de)過渡(du)(du)變化區是由于熔池凝固(gu)特性造成的(de),所以稱為(wei)凝固(gu)過渡(du)(du)層(ceng)。一(yi)般增加焊縫金(jin)屬(shu)(shu)的(de)鎳含量可以縮小過渡(du)(du)層(ceng)。



3. 碳遷移過渡層(ceng)的形成


  在異種(zhong)鋼(gang)焊接(jie)(jie)時,一(yi)(yi)般可以出現低合(he)金鋼(gang)一(yi)(yi)側(ce)的碳通過焊縫邊(bian)界向(xiang)高合(he)金焊縫中遷(qian)移擴(kuo)散的現象,分別在焊縫邊(bian)界兩側(ce)形成脫(tuo)(tuo)碳層(ceng)和(he)增碳層(ceng)。即在低合(he)金鋼(gang)母材側(ce)形成脫(tuo)(tuo)碳層(ceng),另一(yi)(yi)側(ce)為增碳層(ceng),它們(men)總稱為碳遷(qian)移過渡(du)層(ceng)。由(you)硬(ying)度(du)試驗可以測定碳遷(qian)移的存在,如(ru)圖(tu)3-15所(suo)示(shi)。增碳層(ceng)是由(you)于碳擴(kuo)散遷(qian)移而(er)析(xi)出碳化物所(suo)造成的。由(you)此形成的硬(ying)度(du)突變現象對焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭性能有害。


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4. 殘余應力的形成


  異種鋼(gang)焊(han)接時,由于兩種鋼(gang)的線(xian)脹系數相差很大,不僅在焊(han)接時會產生(sheng)較大的殘余(yu)(yu)應(ying)力(li),而且在使用中若有循環(huan)溫(wen)度(du)作用,也會形成熱應(ying)力(li)。由于殘余(yu)(yu)應(ying)力(li)的存在,常(chang)常(chang)影響(xiang)工(gong)作性能。



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