焊接裂纹缺陷产生原因、危害、预防措施:
按裂纹产生的原因分,又可把裂纹分为:
(1)再热裂纹
接头冷却后再加热至500~700℃时产生的裂纹。再热裂纹产生于沉淀强化的材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb的金属)的焊接热影响区内的粗晶区,一般从熔合线向热影响区的粗晶区发展,呈晶间开裂特征。
(2)层状撕裂
主要是由于钢材在轧制过程中,将硫化物(MnS)、硅酸
焊接加工厂家
焊接裂纹缺陷产生原因、危害、预防措施:
按裂纹产生的原因分,又可把裂纹分为:
(1)再热裂纹
接头冷却后再加热至500~700℃时产生的裂纹。再热裂纹产生于沉淀强化的材料(如含Cr、Mo、V、Ti、Nb的金属)的焊接热影响区内的粗晶区,一般从熔合线向热影响区的粗晶区发展,呈晶间开裂特征。
(2)层状撕裂
主要是由于钢材在轧制过程中,将硫化物(MnS)、硅酸盐类等杂质夹在其中,形成各向异性。在焊接应力或外拘束应力的使用下,金属沿轧制方向的杂物开裂。
(3)应力腐蚀裂纹
在应力和腐蚀介质共同作用下产生的裂纹。除残余应力或拘束应力的因素外,应力腐蚀裂纹主要与焊缝组织组成及形态有关。
焊接裂纹的危害
尤其是冷裂纹,带来的危害是灾难性的。世界上的压力容器事故除少数是由于设计不合理,选材不当的原因引起的以外,绝大部分是由于裂纹引起的脆性破坏。
不锈钢焊接的特点
奥氏体不锈钢
焊接接头的耐蚀性:1)晶间腐蚀,2)热影响区敏化区晶间腐蚀,3)刀状腐蚀。
防止焊缝发生晶间腐蚀的措施:1)通过焊接材料,使焊缝金属或者成为超低碳情况,或者含有足够的稳定化元素Nb。2)调整焊缝成分获得一定δ相。晶间腐蚀理论本质上就是贫铬理论。
热影响区敏化区晶间腐蚀:指焊接热影响区中加热峰值温度处于敏化加热区间的部位所发生的晶间腐蚀。
刀状腐蚀:在熔合区产生的晶间腐蚀,有如刀削切口形式,故称为“刀状腐蚀”。
防止刀状腐蚀措施:①选用低碳母材和焊接材料②采用又相组织的不锈钢③采用小电流焊接,减少焊接粗晶区的过热程度及宽度④与腐蚀介质接触的焊缝,焊接⑤交叉焊接⑥加大钢中Ti,Tb含量,使焊接粗晶区的晶粒边界有足够的Ti,Tb与碳化合。
不锈钢为什么采用小电流焊接?以减小焊接热影响区的温度,防止焊缝晶间腐蚀的产生,防止焊条,焊丝过热,焊接变形,焊接应力,可以减少热输入等。
铁素体不锈钢及其焊接特点
铁素体不锈钢分为普通铁素体不锈钢和超纯铁素体不锈钢两大类,其中普通铁素体不锈钢有Cr12 ~ Cr14型,如00Cr12、0Cr13Al;Cr16 ~ Cr18型,如1Cr17Mo;Cr25 ~ 30型。
由于普通铁索体不锈钢中的碳、氮含量较高,故加工成形及焊接都较困难,耐蚀性也难以保证,使用受到限制,在超纯铁素体不锈钢中严格控制了钢中的碳和氮总量,一般控制在0.035% ~ 0.045%、0.030%、0.010% ~ 0.015%三个层次,同时还加进必要的合金元素以进一步进步钢的耐腐蚀性和综合性能。
与普通铁素体不锈钢相比,超纯高铬铁素体不锈钢具有很好的耐均匀腐蚀、点蚀及应力腐蚀性能,较多的应用于石化设备中。铁素体不锈钢有以下
焊接特点:
① 焊接高温作用下,在加热温度达到1000℃以上的热影响区特别在近缝区的晶粒会急剧长大,焊后即使冷却,也无法避免因晶粒粗大化引起的韧性急剧下降及较高的晶间腐蚀倾向。
② 铁素体钢本身含铬量较高,有害元素碳、氮、氧等也较多,脆性转变温度较高,缺口敏感性较强。因此,焊后脆化现象较为严重。
③ 在400℃ ~ 600℃长时间加热缓冷时,会出现475℃脆化,使常温韧性严重下降。在550℃ ~ 820℃长时间加热后,则轻易从铁素体中析出σ相,也明显降低其塑、韧性。
双相不锈钢的
焊接要点
① 焊接热过程的控制 焊接线能量、层间温度、预热及材料厚度等都会影响焊接时的冷却速度,从而影响到焊缝和热影响区的组织和性能。冷却速度太快和太慢都会影响到双相钢焊接接头的韧性和耐腐蚀性能。冷却速度太快时会引起过多的α相含量以及Cr2N的析出增加。过慢的冷却速度会引起晶粒严重粗大,甚至有可能析出一些脆性的金属间化合物,如σ相。表1列出了一些推荐的焊接线能量和层间温度的范围。在选择线能量时还应考虑到具体的材料厚度,表中线能量的上限适合于厚板,下限适合于薄板。在焊接合金含量高的ω(Cr)为25 % 的双相钢和超级不锈钢时,为获得较佳的焊缝金属性能,建议高层间温度控制在100℃。当焊后要求热处理时可以不限制层间温度。
② 焊后热处理 双相不锈钢焊后不进行热处理,但当焊态下α相含量超过了要求或析出了有害相,如σ相时,可采用焊后热处理来改善。所用的热处理方法是水淬。热处理时加热应尽可能快,在热处理温度下的保温时间为5 ~ 30min,应该足以恢复相的平衡。在热处理时金属的氧化非常严重,应考虑采用惰性气体保护。对于ω(Cr)为22 % 的双相钢应在1050℃ ~ 1100℃温度下进行热处理,而ω(Cr)为25 % 的双相钢和超级双相钢要求在1070℃ ~ 1120℃温度下进行热处理。
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