在壓力容器焊接生產中,通常會遇到不同鋼種相互焊接的問題,即異種鋼焊接。如復合鋼板壓力容器的焊接、容器不銹鋼襯里塞焊、換熱器的不銹鋼換熱管與管板不同鋼種的焊接等。


1. 稀釋(shi)問題


  如果是珠光體(ti)鋼與(yu)奧(ao)氏體(ti)鋼形成的異種鋼焊接(jie)接(jie)頭,一般均應用Cr-Ni奧(ao)氏體(ti)鋼或N基合金作為焊接(jie)材(cai)料(liao)。


  假設用(yong)18-8鋼(gang)(s)與低碳(tan)鋼(gang)(m)焊(han)(han)接(jie),如(ru)圖3-13所示,焊(han)(han)接(jie)時兩種母(mu)(mu)材都要熔(rong)(rong)人(ren)熔(rong)(rong)池。若不填充(chong)焊(han)(han)接(jie)材料(liao),兩種鋼(gang)以同(tong)(tong)比例熔(rong)(rong)入焊(han)(han)縫(feng),由圖3-14(舍夫勒(le)圖)求得(de)圖中點(dian)'通常認(ren)為(wei)這就(jiu)是待焊(han)(han)母(mu)(mu)材。具有點(dian)d成(cheng)分(fen)的(de)母(mu)(mu)材再與成(cheng)分(fen)為(wei)點(dian)f或(huo)點(dian)f'的(de)焊(han)(han)條金屬(shu)相(xiang)熔(rong)(rong)合后,構(gou)成(cheng)焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu),相(xiang)應(ying)(ying)組成(cheng)應(ying)(ying)在(zai)a-f或(huo)a-f'的(de)連線上(shang)并由熔(rong)(rong)合比的(de)大(da)小來決定。采用(yong)分(fen)為(wei)f'的(de)焊(han)(han)條,熔(rong)(rong)合比高達0.7仍可(ke)保證焊(han)(han)縫(feng)不出現(xian)馬氏體(ti)組織(zhi),而是單(dan)獨相(xiang)奧氏體(ti),組織(zhi)具有一定的(de)熱裂(lie)傾向。采用(yong)成(cheng)分(fen)為(wei)f的(de)焊(han)(han)條,則由a-f連線可(ke)得(de),如(ru)果熔(rong)(rong)合比控制在(zai)0.3以下,可(ke)得(de)到(dao)A+F(δ+γ)雙相(xiang)組織(zhi)。同(tong)(tong)樣,應(ying)(ying)用(yong)焊(han)(han)條18-8型,其組成(cheng)與母(mu)(mu)材相(xiang)同(tong)(tong),則焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu)的(de)組成(cheng)將在(zai)a-s線上(shang),這時,只有控制熔(rong)(rong)合比小于(yu)0.15才能(neng)避(bi)免(mian)焊(han)(han)縫(feng)有馬氏體(ti)產生。


  因此,必須(xu)正確選擇高合(he)金的焊接材料,控制(zhi)熔合(he)比(bi)或(huo)稀釋率。


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2. 凝固過(guo)渡(du)層的(de)存在


  前(qian)面敘述的(de)焊(han)縫金屬(shu)成分(fen)指(zhi)的(de)是平均成分(fen)。靠近(jin)熔合(he)線的(de)焊(han)縫金屬(shu)的(de)成分(fen)有一(yi)定的(de)濃度梯度。這種成分(fen)上的(de)過渡變化(hua)區是由于熔池凝(ning)(ning)固特性造(zao)成的(de),所(suo)以(yi)(yi)稱為(wei)凝(ning)(ning)固過渡層。一(yi)般增加焊(han)縫金屬(shu)的(de)鎳含量(liang)可以(yi)(yi)縮小過渡層。



3. 碳(tan)遷移(yi)過渡(du)層的形(xing)成(cheng)


  在異種(zhong)鋼焊(han)(han)接(jie)時,一般可以出(chu)現(xian)(xian)低合金鋼一側的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)通過焊(han)(han)縫(feng)邊界向高合金焊(han)(han)縫(feng)中遷移(yi)擴散的(de)(de)(de)現(xian)(xian)象(xiang)(xiang),分別在焊(han)(han)縫(feng)邊界兩(liang)側形成(cheng)脫(tuo)碳(tan)(tan)層(ceng)和增碳(tan)(tan)層(ceng)。即在低合金鋼母材側形成(cheng)脫(tuo)碳(tan)(tan)層(ceng),另一側為(wei)增碳(tan)(tan)層(ceng),它們總稱為(wei)碳(tan)(tan)遷移(yi)過渡層(ceng)。由硬(ying)度試驗可以測定(ding)碳(tan)(tan)遷移(yi)的(de)(de)(de)存在,如(ru)圖3-15所示。增碳(tan)(tan)層(ceng)是由于碳(tan)(tan)擴散遷移(yi)而(er)析出(chu)碳(tan)(tan)化物所造成(cheng)的(de)(de)(de)。由此(ci)形成(cheng)的(de)(de)(de)硬(ying)度突(tu)變(bian)現(xian)(xian)象(xiang)(xiang)對焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭性能有(you)害。


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4. 殘余應力(li)的形成


  異種鋼(gang)焊(han)接時,由(you)(you)于(yu)(yu)兩種鋼(gang)的(de)線脹(zhang)系數相差(cha)很大(da),不僅(jin)在(zai)焊(han)接時會(hui)產生較大(da)的(de)殘(can)余應力(li),而且(qie)在(zai)使(shi)用中(zhong)若(ruo)有循環(huan)溫度作(zuo)用,也會(hui)形成熱應力(li)。由(you)(you)于(yu)(yu)殘(can)余應力(li)的(de)存在(zai),常常影響工作(zuo)性(xing)能。



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