异种钢焊接怎么焊？铬钼钢和S30408不锈钢的焊接

12Cr2Mo1为低钛耐热钢，具备良好的耐热和抗氢操控性，主要用于制造己烷装置的超临界和冷却系统等设备中， 12Cr2Mo1的铬和钼能显著提高钢的淬限制性，在一定的加热速度下，沟槽钛和热影响镇内可能逐步形成对冷裂敏感的造影组织机构。含有大量的Cr、Mo等强铌逐步形成原素，使接点的失灵区具备相同程度的再热裂缝敏感度。在350-550℃温度区间长期运行时，当有毒残存钛总浓度超过允许无限大时，发生的渐进式的脆变现象。

S30408为莱氏体钢制，三种钢材之间成份、金相组织机构、物理操控性和化学操控性等方面有较大差异，冲压时容易出现以下问题。

1.1沟槽的溶化

在冲压操作过程中，沟槽钛会受到12Cr2Mo1熔敷钛的溶化作用，在紧邻12Cr2Mo1另一侧charged区的沟槽钛中，逐步形成和沟槽钛成份相同的过渡阶段层，母材钛浓度越大，溶化率越大，charged比越大，溶化率也越大。12Cr2Mo1另一侧过渡阶段层可能会因溶化而造成塑性纤维状组织机构。.

1.2 碳北迁

低温下，虽然铬原素与氧原子的亲和潜能极强，易逐步形成石蜡铬的氧化物，在冲压操作过程中，12Cr2Mo1另一侧因贫铬而使氧原子脱离逐步形成脱碳区，从而松弛，孔隙粗壮，塑性增大，耐腐蚀潜能下降，而S30408另一侧因所含铬而使氧原子向其北迁逐步形成增碳层，从而通气，孔隙变宽，操控性变好。

1.3 冲压形变

虽然三种金属材料的电阻率和线电阻率相同，冲压操作过程中，低温区造成热形变，并且该热形变无法消除，使沟槽和charged区附近造成附带拉形变，在加热操作过程中，因收缩不一致造成冲压残存形变，导致在12Cr2Mo1侧造成裂缝。

02 冲压工艺综合评价

2.1 金属材料的成份和力学操控性

综合评价用金属材料为12Cr2Mo1和S30408钢制，技术标准均为400mm×150mm×10mm，三种金属材料的成份和如表1右图

2.2 冲压方式

为了减少沟槽的溶化，防止造成冷裂缝和再热裂缝，12Cr2Mo1和S30408自体钢冲压时，在12Cr2Mo1侧先堆焊镍基焊材，换用charged比小、溶化率低的冲压方式，钨极氩弧焊和铜焊耐腐蚀的charged比较小，沟槽成份也相对平稳，因此，该自体钢换用氩弧焊腮红，铜焊耐腐蚀Daye的冲压方式。

2.3 焊材

采用镍基铜焊ENi6182和镍基焊丝SNi6082，利用镍的石墨化作用阻碍逐步形成铌，减小过渡阶段层，防止造成塑性的纤维状组织机构，进一步抑制12Cr2Mo1中的碳北迁。

2.4 冲压坡口

对于冲压坡口形式，应尽量考虑冲压层数、填充钛量、charged比和冲压残存形变，设计的坡口形式及尺寸如图1右图。

2.5预热和层间温度控制

12Cr2Mo1造影组织机构为回火贝氏体，S30408造影组织机构为莱氏体，12Cr2Mo1具备淬限制性、再热裂缝倾向和回火塑性，而 S30408具备良好的冲压性，根据三种金属材料的成份、接点形式、冲压方式和冲压金属材料等考虑，通过冲压性试验确定，预热温度在200℃左右，冲压的道间温度控制在100℃之内，焊后立即进行350℃×2h后热处理。

2.6 冲压工艺参数

焊前，对坡口及两侧各200mm之内的氧化层、油污、水分、铁锈等进行清理，具体的冲压工艺参数如表2右图。

2.7 焊后消除形变热处理

焊后消除形变热处理是防止冲压裂缝的重要工艺措施，12Cr2Mo1和S30408自体钢冲压时，会造成很大的冲压残存形变，因此，焊后需要进行690±10℃×2h的热处理，以消除冲压残存形变，避免裂缝的造成。

03. 工艺综合评价结果及分析

冲压工艺综合评价采用NB/T47014-2011《承压设备冲压工艺综合评价》标准进行，对综合评价试板进行外观检查，表面没有气孔、夹渣、裂缝等缺陷，然后进行100%射线检测，射线检测按照NB/T47013-2013《承压设备无损检测》综合评价，Ⅱ级合格。按照NB/T47014-2011标准要求加工试样，进行拉伸、弯曲和冲击等力学操控性试验，力学操控性试验结果如表3、表4、表5右图。

由上述数据可知，拉伸、弯曲和冲击试验都合格，说明所制定的冲压工艺满足要求，冲压接点的操控性符合规定。

04. 结论

（1）采用charged比小、溶化率低的氩弧焊腮红，铜焊耐腐蚀Daye的冲压方式，在12Cr2Mo1侧先用铜焊耐腐蚀堆焊镍基焊材换用镍基焊丝SNi6082和镍基铜焊ENi6182对12Cr2Mo1和S30408自体钢进行冲压，通过合理的冲压工艺，获得了操控性符合标准规定的冲压接点。

（2）按照NB/T47014-2011《承压设备冲压工艺综合评价》，对冲压接点进行了力学操控性试验，拉伸试样断在沟槽上，为韧性断裂，抗拉强度满足标准要求，弯曲试样和冲击式样满足标准要求。