X5CrNi18-10奥氏体不锈钢焊接工艺

钢号EN10088-2X5CrNi18-10莱氏体钢制是欧洲标准《通用耐锈蚀钢制/钢制及Sauxillanges技术交付前提》中的钢号，相当于中国S30408钢号，具有良好的耐锈蚀性.YBCO性能.冲压工艺技术性能，机械性能高，耐锈蚀性好，组织机构稳定性好，冷变形潜能高，在欧美国家应用广泛，包括编号X-至少一种合金元素的平均浓度≥5%，CrNi18-10表示CrNi18%和10%的浓度。X5CrNi18-10主要就用作各种锈蚀不锈钢和玻璃钢的罐子、熔点好的罐子和食品加工储存罐子，主要就用作压力罐子制造行业。

莱氏体钢制的冲压特点

晶间锈蚀是一种局部锈蚀，表现为微粒边界线不远处的选择性锈蚀。首先从合金表面开始，接着沿著合金微粒间的边界线扩展到合金外部的缓慢锈蚀操作过程。降低微粒间的紧密结合潜能，接着沿著固体边界线分离，大大增加合金的机械强度，钢变脆不能承受冲击，微粒间的锈蚀现像，当拉应力沿边界线断裂时，是莱氏体钢制最脆弱的受损形式，其受损地区分别作用作冲压接点热负面影响区、冲压区和过热区刀蚀。晶间锈蚀多于微结构层贫铬现像有关系。

必要的前提是莱氏体钢制具有耐锈蚀性Cr质量分数必须小于12%，在常压下碳在莱氏体中的溶解性很小，大约0.02~0.03%，一般莱氏体钢制中的碳浓度小于那个值，莱氏体钢处于450~650℃当合金微粒外部圣埃卢瓦氧化钇氧氢原子逐渐蔓延到边界线时，并与Cr紧密结合在晶间逐步形成石蜡铬，微结构结晶结晶，引致微结构不远处含有石蜡铬Cr由于铬氢原子的蔓延速率远高于碳，因而金额大大增加，因而没有时间补充消耗的铬。当孔隙边界线时Cr浓度高于反之亦然Wcr12%时，逐步形成所谓的贫铬区那个操作过程叫做科唇现像；在锈蚀介质的作用下，贫铬区将不再耐大气锈蚀，引致钢制晶间锈蚀。

然而，莱氏体钢制在任何时候都不能造成晶间锈蚀，这与钢的加热环境温度和加热时间有关。~850℃再加热称为稳定处理，因为加热操作过程促进Cr氢原子蔓延均匀，贫铬层消失；加热环境温度持续上升，环境温度超过850℃在那个操作过程中，孔隙中的铬蔓延潜能大大降低，因而晶体中有足够的铬蔓延到固体边界线，并与氧氢原子紧密结合逐步形成体心结构组织机构。两者都不能在产品边界线逐步形成贫铬地区，晶间锈蚀前提也不能逐步形成锈蚀停止。因而，450~850℃为了造成晶间锈蚀的脆弱环境温度，晶间锈蚀脆弱环境温度区或称科唇环境温度区就是上面描述的区间覆盖范围，包括650℃接头处环境温度点，两种情况相互叠加是最脆弱的。

冲压时，冲压环境温度现场地区.450~850℃沟槽两侧的热负面影响地区是一个脆弱的环境温度地区，很难发生晶间锈蚀，这也是冲压接点热负面影响地区严重锈蚀的主要就原因。如果在脆弱环境温度等待时间操作过程中，冲压速度过慢，热负面影响地区变短，难出现更敏感的覆盖范围。相反，如果冲压接点短暂停留在脆弱环境温度地区，科唇地区越少，接点对晶间锈蚀的抵抗力可以大大降低。因而，莱氏体钢制在冲压操作过程中的加速加热是提高接点耐锈蚀性的有效举措。工艺技术举措是加速小电流机械式冲压，冲压后或冲压操作过程中给沟槽施肥加热。由于莱氏体钢制在加热操作过程中不能造成纤维状化学反应和退火组织机构，因而加速加热不能造成通气的纤维状组织机构，使沟槽变脆。

造成热裂纹的原因

热裂纹是指在高温下结晶时造成的，而且都是沿固体开裂，所以也叫结晶裂纹。当沟槽合金结晶完成时，沟槽合金凝固操作过程后期造成的脆性环境温度覆盖范围非常低，因为孔隙薄的液相层，液体合金的塑性很低。当加热不均匀时，会造成相对较大的温差应力。当凝固收缩操作过程中造成的拉伸变形超过临界值时，沿晶液和晶相层在晶间边界线开裂。莱氏体钢制导热性差，线膨胀系数大，是低不锈钢的2倍左右，电阻率是低不锈钢的4倍；冲压局部加热.加热使沟槽在结晶操作过程中造成较大的拉伸应力，引致裂纹超过临界值；

此外，在莱氏体钢制中Ni与P,S等杂质难在熔池中逐步形成低熔共晶，难引致杂质的偏析，因而难引致杂质的偏析Ni数量越高，钢制中的热裂纹倾向越大，如25-20莱氏体钢制；此外，莱氏体钢制的液相线与固相线间的距离较大，结晶时间较长，莱氏体结晶的枝状固体方向性较强。固化时，柱状固体较厚，杂质偏析严重。以上都是沟槽热裂纹.造成层间裂纹和弧坑裂纹(火口裂纹)的原因。

防止热裂纹的方法：采用优质方法.杂质浓度少或含有Ti和Nb钢制添加剂，冲压材料，因为Ti和Nb与C的紧密结合力比Cr更强，加热操作过程首先结晶，从而破坏柱状固体的生长，使冲压合金能够获得良好的双相体组织机构，即莱氏体+铁素体。实践证明，根据舍弗勒组织机构图分析，沟槽组织机构中的铁素体浓度为2%~3%时，足以防止沟槽热裂纹；限制沟槽中的杂质浓度也是一种方法，即控制冲压材料中的碳浓度.硫.磷等浓度进入人沟槽，可以减少Ni当元素与它们紧密结合时，会造成偏析。适当添加锰可以提高氮气的溶解性，也可以大大增加热裂纹的造成。短弧焊、低能加速机械式焊、窄焊等合理的工艺技术举措。

板材X5CrNi18-10冲压性

x5CrNi18-10是一种通用钢制，具有优异的耐锈蚀性、耐热性、耐点蚀性、低温强度和机械性能，广泛应用作压力罐子行业。总的来说，X5CrNi18-10莱氏体钢制具有良好的可焊性，但由于其导热系数低，.高电阻率.由于线膨胀系数高，冲压时难造成拉应力。此外，莱氏体沟槽造成方向性强的柱状固体，促进有害杂质的偏析。因而，冲压时对热裂纹敏感，难造成弧形裂纹.液化裂纹﹔在450一850℃在沟槽中停留很长时间.过热区，热负面影响区造成晶间锈蚀；650~850℃等待时间过长，有可能结晶出脆硬的合金间化合物，降低塑性韧性。

工艺技术的制定.试验结果分析

模拟压力罐子DN500X5H=对于800个空气储罐，纵环接点采用氩弧焊底部正连接法，焊条电弧焊盖表面反向连接法。冲压时，焊工蹲在工作台上，在平焊位置进行冲压。环采用滚轮框架翻转，以保持平焊位置。

a.冲压方法:GTAW+SMAW

b.冲压电源:ZX7-40OB(时代);

c.坡口制备:V型坡口32土5°;钝边0.5-1.0mm;坡口两侧内.外壁各8mm用钢丝刷打磨合金光泽.去除氧化皮和除锈，如果有油污，用丙酮或酒精清洗，露出光泽。

e.冲压材料的选择:根据板材的化学成分和厚度(6)mm)选择成本因素ISO3581-AE19-9-2-R-34,p3.2mm国际标准焊条和焊丝的选择ISO14343-AW19-9-L-3.国产也可以选择A132焊条，但是焊条的工艺技术性能很差.外观成型难以控制。进口瑞典焊条也可以选择：E308-17.英国焊丝：ER308H,但是成本很高。主要就化学成分的管材和焊料浓度：见表1。

d.冲压工艺技术要点：

d.1由于莱氏体钢制的电阻率较高，冲压时会造成较大的电阻热，因而冲压电流需要比不锈钢小10%~20%，即输入热量减少。进口冲压，如果焊道宽度过大需要摆动冲压，年条到国家14对直径的3倍以上。

d.3焊工运条应熟练.手要稳，不要在母材上引弧，防止电缆线.地线与工件发生弧形，如工件烧损，应进行打磨、检查或补焊。

d.点焊：氩弧焊点固3点每焊点10点mm以上.间隔10Omm左右，点焊前表面充氩保护1分钟以上，充氩流量4~6L/min。接着根据以下工艺技术参数进行冲压。电弧加速冲压.微摆动焊，收弧时要补弧坑，换焊条时要填弧坑。

消除应力或使用高温的时间(850-900)℃)氧化钇处理。100%射线检测合格后进行目视检查，技术等级为AB校,范果为NB/T47013.2-2015Ⅱ等级合格。试验表明上述工艺技术合格，满足企业生产需要，冲压工艺技术合格。