珠光体钢与奥氏体不锈钢焊接时的焊条选用.doc

珠光体钢与奥氏体不锈钢焊接时的焊条选用：螃通常把碳钢、低合金结构钢、珠光体耐热钢统称为珠光体钢。螇焊接特点：膇珠光体钢与奥氏体钢接头的熔合线两侧出现碳和碳化物形成元素的浓度差，它处于350-400温度下长期工作时，或在焊后热处理过程中，往往会在熔合线区域出现碳元素的扩散：袂在珠光体钢母材金属边缘形成脱碳层，脱碳层晶粒甚粗大，导致软化。袃在奥氏体钢母材金属一侧形成增碳层，增碳层中的碳元素以铬的碳化物形态析出，并导致硬化。蚀实践证明，脱碳层是接头中的薄弱环节，对高温持久强度的影响较大，约降低10-20%。肇奥氏体不锈钢与珠光体钢焊接材料的选择要考虑的因素：莇（1）克服珠光体钢对焊缝的释释作用。蒄举例：肁比较J507、A132、A302、A402四种焊条焊接时的焊缝组织：衿用J507施焊，组织为马氏体，不允许采用；肆用A132施焊，焊缝基本上也是马氏体组织，而且越靠近碳钢侧，马氏体数量越多，是脆性破坏的起始区域，也不适用；薄用含镍大于12%的A302、A402施焊时，组织基本上是奥氏体或全部为奥氏体，可用。蒂（2）抑制熔合区中碳的扩散。提高焊材的奥氏体形成元素，是抑制熔合区中碳扩散最有效的手段。随着工作温度的提高，要阻止碳扩散，必须提高镍含量：袁350以下：焊缝金属的镍含量可以不超过10%；葿350-450：镍含量应为10-19%；膈450-550：镍含量应为19-31%；膃550以上：镍含量应为31%以上。薃（3）改变焊接接头的应力分布。芈国外常用与珠光体钢线膨胀系数相接近的Cr15Ni70镍基焊材来焊接该类异种钢，使得高温应力集中在奥氏体不锈钢一侧的熔合区，减轻了珠光体钢一侧熔合区的压力，对接头比较有利。芈在坡口面堆焊隔离层也有效。但用于堆焊的焊条合金成分应高于焊缝金属。如：在珠光体钢一侧坡口上堆焊两层A302或A307焊条，然后与奥氏体不锈钢焊接。薄（4）提高焊缝金属的抗裂纹能力：在不影响使用性能的前提下，最好使焊缝金属中含有一定数量的铁素体组织。肁试验表明，A302、A307焊条的抗裂性能比单相的A402、A407焊条优越。螃综上所述，此类异种钢焊接所选用的焊条只有A302、A307或A402、A407适宜，不仅能克服珠光体钢对焊缝的稀释，对抑制熔合区中碳扩散和改变焊接接头应力分布也有利。但A402、A407的热裂纹倾向较大，生产上比较少用。袀JB4709-2000规定：奥氏体高合金钢与碳素钢或低合金钢之间的焊缝金属应保证抗裂性能和力学性能。宜采用铬镍含量较奥氏体高合金钢母材高的焊接材料。蒇工程应用实例：芄（1）12CrMo、15CrMo珠光体钢与1Cr18Ni9Ti奥氏体钢焊接时，若选用A307、A407焊条，则即使稀释率达25-30%，焊缝金属中也不致出现马氏体组织。蒂（2）结构刚性大、板厚超过20mm的珠光体钢与奥氏体钢的焊接接头，在焊后热处理过程中或周期性的加热、冷却运行条件下，将产生很大的热应力，导致珠光体钢一侧的熔合线出现热疲劳裂纹。为消减热应力，采用热膨胀系数与珠光体耐热钢相接近的含镍量高的A507或Ni307焊条。羀（3）运行温度高于400-500的异种钢结构焊接时，在珠光体钢（如15Cr1MoV）坡口上采用含V、Nb、Ti、W等碳化物形成元素的珠光体耐热钢焊条（如R317、R337）堆焊一层厚约5-6mm的过渡层，以限制珠光体钢中的碳向奥氏体焊缝扩散。然后再用相应的奥氏体钢焊条（如A307）焊接对接接头。袇（4）为提高高温下运行的珠光体与奥氏体钢管焊接接头的高温持久强度，可在异种钢管间加一段含V、Nb、Ti等强碳化物形成元素的珠光体钢中间过渡管段（如12Cr1MoV）。先用铬钼钢焊条（如R317）焊接珠光体钢与中间过渡管段的连接焊缝，焊后在700-760下进行退火处理，再用奥氏体钢焊条（如A307）焊接奥氏体钢管与中间过渡管段的焊缝。蚂（5）用A407焊成的12Cr2Mo1与1Cr18Ni9Ti异种钢接头，在600长期试验时，由于碳的强烈扩散，使熔合线附近的性能降低。但若用含铌的12Cr2Mo1焊条R337在珠光体钢一侧堆焊一层过渡层，则碳的扩散能力显着减弱，高温持久强度提高，试样断裂位置移至珠光体母材金属一侧。芀（6）珠光体耐热钢管与奥氏体钢过热器管的焊接结构，采用镍基合金焊条及加衬环的方法进行焊接，可消除熔合线区域的应力突变，提高接头的工作能力。