為了克服普通純度高鉻鐵素體型不銹鋼管在焊接過程中出現的晶間腐蝕和焊接接頭脆化而引起的冷裂紋,在焊接工藝上應采取以下措施:
1. 預熱(re)
鐵素體不銹(xiu)鋼管在(zai)(zai)室溫時韌性較低,焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭易形成高溫脆(cui)化,在(zai)(zai)一定(ding)條件下可能(neng)產生裂紋。通過預熱,使(shi)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭處(chu)于(yu)富有(you)韌性的(de)狀(zhuang)態(tai)下施焊(han)(han)(han),能(neng)有(you)效(xiao)地防(fang)止裂紋的(de)產生;但是,焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時的(de)熱循環又(you)會使(shi)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭近(jin)縫(feng)區的(de)晶(jing)粒急劇長(chang)大粗(cu)化,從(cong)而(er)引起脆(cui)化。為(wei)此,預熱溫度的(de)選(xuan)擇(ze)要慎(shen)重,一般控制在(zai)(zai)100~150℃,目的(de)在(zai)(zai)于(yu)使(shi)被(bei)焊(han)(han)(han)材料處(chu)于(yu)韌性較好的(de)狀(zhuang)態(tai)和(he)降低焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的(de)應(ying)(ying)力。隨著(zhu)母材金屬中含鉻(ge)量的(de)提高,預熱溫度可相應(ying)(ying)提高。預熱溫度過高,又(you)會使(shi)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭過熱而(er)脆(cui)硬。
2. 焊接材(cai)料的選(xuan)擇
最好選用含有Ti、Nb穩定化元素的高純鐵素體不銹鋼管焊接材料,以防止多層多道焊接時產生敏化,以及焊縫金屬吸收焊接氣氛中的C和N后造成晶間腐蝕。控制焊縫中 Ni、Cu和Mo的含量,防止Ni、Cu和Mo含量超過臨界值,接頭在氯離子介質中產生應力腐蝕。
可以(yi)(yi)焊(han)前(qian)預熱(re)(re)或焊(han)后(hou)進(jin)行熱(re)(re)處理(li)的焊(han)接(jie)(jie)構(gou)件(jian),可選用與(yu)母材金屬化學成分相同的焊(han)接(jie)(jie)材料(liao);對于不允許預熱(re)(re)或焊(han)后(hou)不能進(jin)行熱(re)(re)處理(li)的焊(han)接(jie)(jie)構(gou)件(jian),應選用奧氏體不銹鋼焊(han)接(jie)(jie)材料(liao),以(yi)(yi)保證焊(han)縫具有(you)良(liang)好的塑性和韌性。
當采(cai)用同質的(de)焊接(jie)材(cai)(cai)料時,接(jie)頭(tou)的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)與(yu)鐵(tie)素體母材(cai)(cai)接(jie)近,但焊縫金(jin)屬(shu)晶(jing)粒為粗大(da)的(de)鐵(tie)素體組織,韌性(xing)很差。須通過焊后(hou)熱處理,使焊接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)塑性(xing)得(de)到改善,韌性(xing)略有提高。
3. 475℃脆性的(de)防止
475℃脆性是高鉻鐵素體不銹鋼管焊接時的主要問題之一。焊接時采取小的熱輸入,窄道焊接并控制道間溫度,縮短鐵素體不銹鋼焊接接頭在這個溫度區間的停留時間,以防止475℃脆性的產生。
一旦出現(xian)475℃脆性,可以在600℃以上(shang)溫度(du)短時(shi)間加熱,再以較(jiao)快的速(su)度(du)冷卻,給予(yu)消除。
4. 焊后(hou)熱處理
對于同質材料焊成的鐵素體不銹鋼管焊接接頭,熱處理的目的是使焊接接頭組織均勻化,使過飽和碳和氮完全析出,鉻來得及補充到貧鉻區,以恢復其耐蝕性;同時也可改善焊接接頭的塑性,從而提高其塑性及耐蝕性。焊后熱處理溫度為750~800℃,是一般的回火溫度,實際上是空冷的退火處理。值得注意的是,退火后應快冷,以防止475℃脆性產生。
5. 熱輸入
在焊接過程中(zhong),應采用小的熱輸人進行施(shi)焊,以減(jian)少(shao)高溫脆化和475℃脆性的影響(xiang)。
當選用的焊接材料與母材金屬的化學成分相當時,必須按上述工藝措施進行。如選用奧氏體不(bu)銹鋼焊接(jie)材料,則可免除焊前預熱和焊后熱處理,但對于不含穩定化元素的鐵素體型不銹鋼管焊接接頭來說,熱影響區的粗晶脆化和晶間腐蝕問題不會因填充材料改變而變化。奧氏體或奧氏體-鐵素體焊縫金屬基本上與鐵素體型不銹鋼母材等強度;但在某些腐蝕介質中,這種異質焊接接頭的耐蝕性可能低于同質的接頭。

