1Cr13馬氏體不銹鋼的焊接工藝

1、1Cr13（馬氏體）不銹鋼的焊接工藝摘要：1Cr13不銹鋼焊接工藝性能較差，冷卻時易在焊縫和不完全熔化區(qū)、過熱 區(qū)產(chǎn)生裂紋，本文給出1Cr13不銹鋼焊材的特點，詳細(xì)闡述1Cr13不銹鋼焊接工藝，包括焊材的選擇，焊接電流焊接速度等焊接重 要參數(shù)，及對焊接中遇到的問題的給出理論的分析并進(jìn)行施焊實例對存在問題的 給出對策。一、前言1Cr13不銹鋼在溫度30c以下時的弱腐蝕介質(zhì)中，即在大氣、蒸氣、淡水中，具有 良好的耐腐蝕性能，且價格便宜，因而該類不銹鋼在機(jī)械制造中得到廣泛地應(yīng)用。1Cr13不銹鋼的焊接工藝性能較差，其主要是淬硬傾向大和過熱傾向大，金屬組 織的塑性和韌性也有差別，冷卻時易在焊縫和不完全

2、熔化區(qū)、過熱區(qū)產(chǎn)生裂紋 ， 并在熱影響區(qū)產(chǎn)生粗大的馬氏體組織。從提高焊縫的塑性這點出發(fā)，希望得到緩慢的冷卻焊縫。二、1Cr13不銹鋼焊接的特點由于1Cr13不銹鋼的塑性和韌性都差，冷卻時易在焊縫上和熱影響產(chǎn)生裂紋，因 此需要緩慢地冷卻焊縫和熱影響區(qū)及過熱區(qū)。在焊接熱循環(huán)的作用下，熱影響區(qū)晶粒急劇脹大，從而使焊縫變脆，即使選用的焊 接材料與母材匹配的情況下，焊縫金屬也會產(chǎn)生脆化問題，要選用的焊接材料以 含Cr、Ni要高些為宜。三、1Cr13不銹鋼的焊接1Cr13不銹鋼的焊接，目前多采用焊條電弧焊。焊接時宜選用較小的焊接電流和盡快的焊接速度以及窄焊道、分段跳躍焊，防止因應(yīng)力集中產(chǎn)生裂紋。文獻(xiàn)規(guī)定，

3、為了防止1Cr13馬氏體鋼焊接時產(chǎn)生裂紋，焊前需經(jīng)200400c的預(yù) 熱，焊后緩冷到150200C。針對1Cr13馬氏體鋼的焊接易產(chǎn)生裂紋，可選用含Cr+Ni的焊接材料進(jìn)行施焊， 同時在焊接時每焊50%60燭進(jìn)行錘擊（3050次為宜）目的是消除焊接應(yīng)力， 把拉應(yīng)力變?yōu)閴簯?yīng)力，防止焊縫裂紋。四、對焊接中遇到的問題的分析母材1Cr13馬氏體鋼經(jīng)探傷測定，出現(xiàn)連續(xù)性條狀和點狀的氫白點，初步認(rèn)為是 母材層狀撕裂，導(dǎo)致焊接時產(chǎn)生裂紋。因為母材中存在非金屬夾雜物，像硫化物和 硅酸鹽等，在高溫作用下產(chǎn)生變形，這是在軋制過程中軋成很薄的片狀，呈片狀分 布。這些片狀夾雜物與金屬比較強(qiáng)度很低，起到自然的缺口作用，

4、而且局部地破壞了 鋼板內(nèi)部的連續(xù)性，導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋 另外硫化物有剝離傾向，而硅酸鹽則易于脆裂，焊后冷卻時由于焊縫收縮應(yīng)力在 母材鋼板上造成一定的拉應(yīng)力，在載荷彳用下，片狀夾雜物與金屬剝離，產(chǎn)生裂紋, 這就是造成裂紋的主要原因之一，導(dǎo)致焊縫熔敷金屬與母材剝離。五、對存在問題的對策1Cr13馬氏體不銹鋼的焊接有一定的難度，它不象碳鋼的焊接，只要注意碳、硫、 磷的含量，在一般情況下都可以自由的進(jìn)行焊接工作 ，因而不受焊層焊道和預(yù)熱 回火的約束。而1Cr13馬氏體不銹鋼的焊接有一定的特殊要求和局限性,因此他要控制焊接溫度、焊接速度、焊接電流及焊層焊道，還要焊前預(yù)熱和焊后處理等嚴(yán)格的工藝并 選擇合理的焊接

5、材料才能達(dá)到比較理想的焊接效果。(1)焊接材料的選擇。根據(jù)文獻(xiàn)規(guī)定，可以采用兩種焊條進(jìn)行1Cr13馬氏體不銹 鋼手工電弧焊接，一種是銘202、銘207焊條，焊后及時進(jìn)行600730c的高溫回 火處理，以提高焊接接頭的塑性、韌性和耐蝕性；另一種是采用奧氏體不銹鋼焊條。如奧102、奧202、奧207等，焊后不需進(jìn)行熱處理，但熱影響區(qū)有淬硬層。(2)施焊時遇到問題的解決方法。1Cr13馬氏體不銹鋼對接焊縫和角接焊縫出現(xiàn) 裂紋，而且冷、熱裂紋都存在于焊縫中過熱區(qū)、熱影響區(qū)以及母材與焊縫邊緣處。雖然焊接時嚴(yán)格地按照焊接工藝進(jìn)行，并幾經(jīng)調(diào)整焊接工藝參數(shù)，但還是出現(xiàn)少 量裂紋。經(jīng)分析查找，問題出現(xiàn)在母材上的

6、層狀撕裂，原因是沿鋼板的軋制方向中有非金屬夾雜物、硅酸鹽，因此在下料前應(yīng)進(jìn)行針對母材的無損檢驗，在焊縫及熱 影響區(qū)范圍內(nèi)應(yīng)避免存在這類有害的非金屬夾雜物。六、施焊實例在松花江大頂子山航電樞紐工程右岸泄洪閘弧形工作閘門埋件制作中，弧軌加熱腔材質(zhì)為1Cr13馬氏體不銹鋼,該埋件分為兩個半圓的角焊縫和對接焊縫。焊縫長度 1.8 X9X4=64.8m對接焊縫 13250Xl.8=4.5m半圓頭焊縫R=0.76m弧形閘門埋件總計長度(焊道長度L)70.06m。(1)弧形閘門埋件第一組采用焊接材料兩種：馬氏體焊接材料銘202和奧氏體焊接材料奧102進(jìn)行焊接，焊后部分產(chǎn)生裂紋，經(jīng)查找原因出現(xiàn)在母材缺陷是缺口熔入到焊縫中引起裂紋；因裝配間隙大，焊接應(yīng)力造成的裂紋，還由于周圍環(huán)境，在195c緩慢冷卻中出 現(xiàn)大雨，焊縫和過熱區(qū)表面淬火造成裂紋。在總結(jié)前一組經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，第二組選用奧氏體焊接材料奧102進(jìn)行焊接，調(diào) 整部分工藝參數(shù)，由于周圍環(huán)境溫度從 2234