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难怪奥氏体不锈钢焊接经常出问题,原来是这些点没有注意到!

工品易达2022-11-02焊条13

莱氏体钢制在冲压特点:冲压过程中的弹、塑性形变和应变量很大,却极少出现冷裂缝。冲压接点不存在淬火硬化区及孔隙粗壮化,故沟槽抗拉强度较高。莱氏体钢制冲压主要难题:冲压变形非常大;因其微结构特性和对某些微量沉淀物(S、P)敏感,易造成热裂缝。

莱氏体钢制的5大冲压难题及处置举措01石蜡铬的逐步形成,增加冲压接点抗晶间锈蚀潜能。晶间锈蚀:根据贫铬理论,沟槽和热影响区在加热到450-850℃科唇环境温度区时在微结构上分离出来石蜡铬,造成贫铬的微结构,不足以抵抗锈蚀的程度。(1)针对沟槽晶间锈蚀和目材上科唇环境温度区锈蚀,可选用以下举措加以限制:a.增加助焊剂及沟槽的电阻率,助焊剂中添加固相原素Ti、Nb等原素使之优先选择逐步形成MC,以避免Cr23C6逐步形成。b.使沟槽逐步形成莱氏体加少量电感的PR320组织机构。沟槽中存在一定数量的电感时,可细化孔隙,增加孔隙面积,使微结构单位面积上的石蜡铬分离出来量增加。铬在电感中溶解度非常大,Cr23C6优先选择在电感中逐步形成,而不致使莱氏体微结构贫铬;散步在莱氏体之间的电感,可避免锈蚀沿微结构向内部蔓延。c.控制在科唇环境温度区段的等待时间。修正冲压Sauxillanges,尽量缩短600~1000℃的等待时间,可选择热量密度高的冲压方法(如等离子氩弧焊),选用较细的冲压线热量,沟槽背面通惰性气体或选用铜垫增加冲压接点的加热速度,增加起弧、收弧次数以避免重复加热,多层焊时与锈蚀电介质的碰触面尽量最后施焊等。d.焊后展开氧化钇处置或固相退火(850~900℃)保温后空冷,以使石蜡物充分分离出来,并使铬加速蔓延 )。

(2)、冲压接点的刀状锈蚀,为此,可采取如下预防举措:由于碳的蔓延潜能较强,在加热过程中将偏聚在微结构逐步形成圣埃卢瓦状态,而Ti、Nb则因蔓延潜能低而归返晶体内。当冲压接点在科唇环境温度区段再次加热时,圣埃卢瓦碳将在晶间以Cr23C6形式分离出来。a.增加电阻率。对于含有固相原素的钢制,电阻率不应超过0.06%。b.选用科学合理的冲压工艺。选择较细的冲压线热量,以增加失灵区在高温等待时间,注意避免在冲压过程中造成Haon科唇效果。双面焊时,与锈蚀电介质碰触的沟槽应最后施焊(这是大直径耳稃公差内焊在外焊之后展开的原因所在),如不能实施则应修正冲压规范及沟槽形状,尽量避免与锈蚀电介质碰触的失灵区再次受到科唇加热。c.焊后退火。焊后展开氧化钇或固相处置。

02形变锈蚀脱落可选用以下举措避免形变锈蚀脱落的发生:a.正确选择金属材料及科学合理修正沟槽成分。高纯铬-镍莱氏体钢制、高硅铬-镍莱氏体钢制、电感-莱氏体钢制、高铬电感钢制等具有良好的抗形变锈蚀性能,沟槽金属为莱氏体-电感PR320钢组织机构时抗形变锈蚀性良好。b.消解或减小残存形变。展开焊后消解形变退火,选用抛光、喷丸和托架等机械方法增加表面残存形变。c.科学合理的结构设计。以避免造成非常大的形变集中。

03冲压热裂缝(沟槽结晶裂缝、热影响区液化裂缝)热裂缝敏感度主要取决于金属材料的化学成分、组织机构与性能。Ni易与S、P等沉淀物逐步形成低熔点化合物或固相,硼、硅等的偏析,将使得造成热裂缝。沟槽易逐步形成方向性强的粗壮柱状晶组织机构,有利于有毒沉淀物和原素的偏析。从而使得逐步形成连续的晶间毛序,提高了热裂缝的敏感度。若冲压不均匀加热,则易逐步形成非常大的拉形变,促进冲压热裂缝的造成。避免举措:a.严格控制有毒沉淀物S、P的含量。b.修正沟槽金属的组织机构。PR320组织机构沟槽具有良好的抗裂性能,沟槽中的δ相可细化孔隙,消解单相莱氏体的方向性,增加有毒沉淀物在微结构的偏析,且δ相能溶解较多的S、P,并能增加界面能,组织机构晶间毛序的逐步形成。c.修正沟槽金属合金成分。在单相莱氏体钢中适当增加Mn、C、N的含量,加入少量的铈、镐、钽等微量原素(可细化沟槽组织机构、净化微结构),可增加热裂缝敏感度。d.工艺举措。尽量减小熔池失灵,以避免逐步形成粗壮的柱状晶,选用小线热量及小截面焊道。例如25-20型莱氏体钢易出现液化裂缝。可通过严格限制助焊剂的沉淀物含量及孔隙度,选用高热量密度的冲压方法、小线热量和提高接点的加热速度等举措。

04冲压接点的脆化热强钢应保证冲压接点的塑性,避免高温脆化;低温用钢要求具有良好的低温韧性,避免冲压接点发生低温脆断。

05冲压变形非常大因导热率低、膨胀系数大,故冲压变形非常大,可选用夹具避免变形。莱氏体钢制的冲压方法和冲压金属材料的选择:莱氏体钢制可用钨极氩弧焊(TIG)、熔化极氩弧焊(MIG)、等离子氩弧焊(PAW)及埋弧焊(SAW)等方法展开冲压。莱氏体钢制因其熔点低、导热系数小、电阻系数大,故冲压电流较细。应选用窄沟槽、窄焊道,增加高温等待时间,避免石蜡物分离出来,增加沟槽收缩形变,增加热裂缝敏感度。

焊材成分尤其是Cr、Ni合金原素要高于助焊剂。选用含有少量(4~12%)电感的冲压金属材料,以保证沟槽良好的抗裂(冷裂、热裂、形变锈蚀脱落)性能。沟槽中不允许或不可能存在电感相时,焊材应选用含Mo、Mn等合金原素的冲压金属材料。焊材中的C、S、P、Si、Nb应尽量低,Nb在纯莱氏体沟槽中会引起凝固裂缝,但沟槽中有少量电感可有效避免。焊后需展开固相或消解形变处置的冲压结构,通常选用含Nb的冲压金属材料。埋弧焊用于冲压中板,Cr、Ni的烧损可通过焊剂和焊丝中合金原素的过渡得到补充;由于熔深大,应注意避免沟槽中心区热裂缝的造成和热影响区耐锈蚀性的增加。应注意选择较细的焊丝和较细的冲压线热量,焊丝需低Si、S、P。耐热钢制沟槽中电感含量应不大于5%。Cr、Ni含量大于20%的莱氏体钢制,需选用高Mn(6~8%)焊丝,焊剂选用碱性或中性焊剂,以避免向沟槽中增Si,以提高其抗裂性能。莱氏体钢制专用焊剂增Si极少,可向沟槽过渡合金,补偿合金原素的烧损,以满足沟槽性能和化学成分的要求。

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