浙江至德鋼業(yè)有限公司半奧氏體型沉淀硬化不銹鋼的焊接工藝介紹

一、焊接特點(diǎn)

  這類鋼的焊接方法有焊條電弧焊、惰性氣體保護(hù)的鎢極氬弧焊（MIG）等。焊接時，由于焊接熱循環(huán)的特點(diǎn)，在焊接接頭會出現(xiàn)下列情況：①. 由于焊縫及近縫區(qū)加熱溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其固溶溫度，焊接接頭區(qū)鐵素體含量有所增加，導(dǎo)致冷卻后焊接接頭區(qū)鐵素體相比例增高；②. 這類鋼與其他類型不銹鋼一樣，焊接的高溫作用可使各種碳化物特別是鉻的碳化物溶解，其合金元素溶于固溶體中，相當(dāng)于提高了該區(qū)域內(nèi)有效合金元素的含量，碳和鉻合金元素的有效含量增加，使相變溫度點(diǎn)（馬氏體轉(zhuǎn)變溫度Ms）大大降低，甚至在-73℃低溫條件下，奧氏體也不能轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織為此，焊后必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚恚固蓟镂龀觯档凸倘芎辖鸬挠行Ш浚瓜嘧儨囟壬仙?，從而有利于奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變，達(dá)到鋼材所具有高的強(qiáng)度和韌性。

二、焊接材料的選擇

 1. 選擇與母材金屬相同的材料作為填充金屬 目的使焊接接頭力學(xué)性能與母材相當(dāng)。到目前為止尚未研制出一種與母材成分相當(dāng)?shù)暮笚l，故不能進(jìn)行焊條電弧焊。采用鎢極氬弧焊焊接這類鋼時，焊絲可從母材中截取，或者熔煉出與純母材成分相當(dāng)?shù)陌魻詈附z。為了能使焊接接頭力學(xué)性能與母材等效，焊后還需進(jìn)行下列整體復(fù)合熱處理：

  a. 焊后調(diào)質(zhì)處理

     在746℃保溫3h后空冷，析出鉻的碳化物，使固溶合金元素下降，相變溫度點(diǎn)（Ms）上升，為奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體創(chuàng)造條件。

  b. 低溫退火

    在930℃保溫1h后水冷，進(jìn)一步從固溶體中析出Cr23C6等碳化物，使合金元素有效含量大大降低，可使殘余奧氏體的相變溫度提高155～166℃。

  c. 冰冷處理

    在低溫退火后立即進(jìn)行冰冷處理，使其在-73℃保持3h以上，然后自然升至室溫，使母材中的奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，在焊縫中僅殘留少量的奧氏體，其他全部轉(zhuǎn)為馬氏體組織。

  d. 時效硬化處理

    其處理溫度和時間對焊接接頭的組織和性能影響較大。當(dāng)回火時間相同，而回火溫度從350℃增至600℃時，焊接接頭中殘余奧氏體減少，回火馬氏體增多，組織變得細(xì)小而球化，析出碳化物增多。同樣在回火溫度不變時，回火時間短，則焊接接頭性能不利；反之，回火時間的延長，殘余奧氏體相減少，逐漸形成馬氏體且細(xì)小而密布，析出碳化物也增多，對焊接接頭強(qiáng)化效果明顯提高。

  整體復(fù)合熱處理工藝較為復(fù)雜，但是能使焊接接頭基本達(dá)到與母材金屬等強(qiáng)度。

 2. 選擇與母材成分不同的異種焊接材料 用于不要求等強(qiáng)度或等耐蝕性的焊接接頭。焊接方法有焊條電弧焊和鎢極氬弧焊。

  焊條電弧焊時，可選用E308、E308L、E309、E310和E316等型號的不銹鋼焊條。

  鎢極氬弧焊時，可選用 H06Cr21Ni10、H03Cr19Ni12Mo2、H03Cr24Ni13 或H12Cr26Ni21 等牌號的不銹鋼焊絲。

  使用上述焊接方法焊接時，焊前不要預(yù)熱，焊后不需要進(jìn)行一系列的熱處理，就能獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。