常見鋼焊接性

試述低碳鋼的焊接性。由于低碳鋼含碳量低，錳、硅含量也少，所以，通常情況下不會因焊接而產(chǎn)生嚴重硬化組織或淬火組織。低碳鋼焊后的接頭塑性和沖擊韌度良好，焊接時，一般不需預(yù)熱、控制層間溫度和后熱，焊后也不必采用熱處理改善組織，整個焊接過程不必采取特殊的工藝措施，焊接性優(yōu)良。焊接低碳鋼時可采取哪些措施消除應(yīng)力裂紋？（1）降低消應(yīng)力退火溫度。（2）控制母材中V、B的含量。（3）適當(dāng)預(yù)熱（4）焊后及時進行200°Cx（0.5-1）h后熱。a）低碳鋼在低溫下如何施焊？嚴冬條件下焊接低碳鋼結(jié)構(gòu)時，由于焊接接頭的冷卻速度快，使裂紋傾向增大，特別是厚大結(jié)構(gòu)的第一道焊縫容易開裂，為此必需采取如下工藝措施：1） 焊前預(yù)熱，焊接過程中嚴格保持層間溫度不應(yīng)低于預(yù)熱溫度。2） 采用低氫或超低氫焊接材料。3） 定位焊時加大焊接電流，減慢焊接速度，適當(dāng)增加定位焊縫的截面積和長度，必要時進行預(yù)熱。4） 整條焊縫應(yīng)盡量連續(xù)焊完，避免中斷。5） 不應(yīng)坡口面以外的母材上進行引弧，熄弧時需填滿弧坑。6） 盡可能不在低溫條件下進行彎板、矯正和裝配焊件。各種金屬結(jié)構(gòu)低溫焊接時的預(yù)熱溫度見表4。管道、壓力容器低溫焊接時的預(yù)熱溫度見表5。低碳鋼金屬結(jié)構(gòu)低溫焊接的預(yù)熱溫度焊件厚度（焊件厚度（mm）在各種氣溫下的預(yù)熱溫度<3031<3031?5051?70不低于一30°C時不預(yù)熱；低于一30°C時預(yù)熱100?150°C不低于一10C時不預(yù)熱；低于一10C時預(yù)熱100?150C不低于0C時不預(yù)熱；低于0C時預(yù)熱100?150C低碳鋼管道、壓力容器低溫焊接的預(yù)熱溫度焊件厚度（焊件厚度（mm）在各種氣溫下的預(yù)熱溫度<1617?3031?4041?50不低于一30C時不預(yù)熱；低于一30C時預(yù)熱100?150C不低于一20C時不預(yù)熱；低于一20C時預(yù)熱100?150C不低于一10C時不預(yù)熱；低于一10C時預(yù)熱100?150C不低于<1617?3031?4041?50試述中碳鋼的焊接性中碳鋼的碳的質(zhì)量分數(shù)為0.25%?0.60%。當(dāng)碳的質(zhì)量分數(shù)接近0.25%而含錳量不高時，焊接性良好。隨著含碳量的增加，焊接性逐漸變差。如果碳的質(zhì)量分數(shù)為0.45%左右而仍按焊接低碳鋼常用的工藝施焊時，在熱影響區(qū)可能會產(chǎn)生硬脆的馬氏體組織，易于開裂，即形成冷裂紋。焊接時，相當(dāng)數(shù)量的母材被熔化進入焊縫，使焊縫的含碳量增高，促使在焊縫中產(chǎn)生熱裂紋，特別是當(dāng)硫的雜質(zhì)控制不嚴時，更易出現(xiàn)。這種裂紋在弧坑處更為敏感，分布在焊縫中的熱裂紋于是與焊縫的魚鱗狀波紋線相垂直。試述中碳鋼的焊接工藝要點。⑴預(yù)熱預(yù)熱有利于減低中碳鋼熱影響區(qū)的最高硬度，防止產(chǎn)生冷裂紋，這是焊接中碳鋼的主要工藝措施，預(yù)熱還能改善接頭塑性，減小焊后殘余應(yīng)力。通常，35和45鋼的預(yù)熱溫度為150?250C含碳量再高或者因厚度和剛度很大，裂紋傾向大時，可將預(yù)熱溫度提高至250?400Co若焊件太大，整體預(yù)熱有困難時，可進行局部預(yù)熱，局部預(yù)熱的加熱范圍為焊口兩側(cè)各150?200mm。⑵焊條條件許可時優(yōu)先選用堿性焊條。⑶坡口形式將焊件盡量開成U形坡口式進行焊接。如果是鑄件缺陷，鏟挖出的坡口外形應(yīng)圓滑，其目的是減少母材熔入焊縫金屬中的比例，以降低焊縫中的含碳量，防止裂紋產(chǎn)生。⑷焊接工藝參數(shù)由于母材熔化到第一層焊縫金屬中的比例最高達30%左右，所以第一層焊縫焊接時，應(yīng)盡量采用小電流、慢焊接速度，以減小母材的熔深。⑸焊后熱處理焊后最好對焊件立即進行消除應(yīng)力熱處理，特別是對于大厚度焊件、高剛性結(jié)構(gòu)件以及嚴厲條件下（動載荷或沖擊載荷）工作的焊件更應(yīng)如此。消除應(yīng)力的回火溫度為600?650°C。若焊后不能進行消除應(yīng)力熱處理，應(yīng)立即進行后熱處理。試述高碳鋼的焊接工藝要點。⑴焊接性當(dāng)高碳鋼的碳的質(zhì)量分數(shù)大于0.60%時，焊后的硬化、裂紋敏感傾向更大，因此焊接性極差，不能用于制造焊接結(jié)構(gòu)。常用于制造需要更硬度或耐磨的部件和零件，其焊接工作主要是焊補修復(fù)。⑵焊條選用由于高碳鋼的抗拉強度大都在675MPa以上，所以常用的焊條型號為E7015、E6015，對構(gòu)件結(jié)構(gòu)要求不高時可選用E5016、E5015焊條。此外，亦可采用格鎳奧氏體鋼焊條進行焊接。⑶焊接工藝 1）由于高碳鋼零件為了獲得高硬度和耐磨性，材料本身都需經(jīng)過熱處理，所以焊前應(yīng)先進行退火，才能進行焊接。2） 焊件焊前應(yīng)進行預(yù)熱，預(yù)熱溫度一般為250?350C以上，焊接過程中必需保持層間溫度不低于預(yù)熱溫度。3） 焊后焊件必需保溫緩冷，并立即送入爐中在650C進行消除應(yīng)力熱處理。試述低合金高強鋼的焊接性。強度級別較低的低合金高強鋼，如300?400MPa級，由于鋼中合金元素含量較少，其焊接性良好，接近于低碳鋼。隨著鋼中合金元素的增加，強度級別提高，鋼的焊接性也逐漸變差，出現(xiàn)的主要問題是：⑴熱影響區(qū)的淬硬傾向含碳時較少、強度級別較低的鋼種，如09Mn2、09Mn2Si、09MnV鋼等，淬硬傾向很小。隨著強度級別的提高，淬硬傾向也開始加大，如16Mn、15MnV鋼焊接時，快速度冷卻會導(dǎo)致在熱影響區(qū)出現(xiàn)馬氏體組織。⑵冷裂紋低合金高強鋼焊接時，熱影響區(qū)的冷裂紋傾向加大，并且這種冷裂紋往往具有延遲的性質(zhì)，危害性很大。例如，材料為18MnMoNb鋼壁厚115mm的一大型容器，由于預(yù)熱溫度不夠，焊后在熱影響區(qū)形成大量冷裂紋。低合金高強鋼的定位焊縫很容易開裂，其原因是由于焊縫尺寸小、長度短、冷卻速度快，這種開裂屬于冷裂紋性質(zhì)。⑶熱裂紋一般情況下，強度等級為294?392MPa的熱軋、正火鋼，熱裂傾向較小，但在厚壁壓力容器的高稀釋率焊道（如根部焊道或靠近坡口邊緣的多層埋弧焊焊道）中也會出現(xiàn)熱裂紋。電渣焊時，若母材的含碳量偏高并含鎳時，電渣焊縫中可能會出現(xiàn)呈八字形分布的熱裂紋。強度等級為800?1176MPa的中碳調(diào)質(zhì)鋼（如30CrMnSiA鋼），焊接時熱裂的敏感性較大。⑷粗晶區(qū)脆化熱影響區(qū)中被加熱至1100C以上的粗晶區(qū)，當(dāng)焊接線能量過大時，粗晶區(qū)的晶粒將迅速長大或出現(xiàn)魏氏組織而使韌性下降，出現(xiàn)脆化段。試述低合金高強鋼焊接時的主要工藝措施。⑴預(yù)熱預(yù)熱是防止裂紋的有效措施，并且還有助于改善接頭性能。但預(yù)熱會惡化勞動條件，使生產(chǎn)工藝復(fù)雜化，過高的預(yù)熱溫度還會降低接頭韌性。因此，焊前是否需要預(yù)熱以及預(yù)熱溫度的確定應(yīng)根據(jù)鋼材的成分（碳當(dāng)量）、板厚、結(jié)構(gòu)形狀、剛度大小以及環(huán)境溫度等決定。⑵焊接線能量的選擇含碳低的熱軋鋼（09Mn2、09MnNb鋼等）以及含碳量偏下限的16Mn鋼焊接時，因為這些鋼的冷裂淬硬、脆化等傾向小，所以對焊接線能量沒有嚴格的限制。焊接含碳量偏高的16Mn鋼時，為降低淬硬傾向，焊接線能量應(yīng)偏大一點。對于含V、Nb、Ti的鋼種，為降低熱影響區(qū)粗晶脆化所造成的不利影響，應(yīng)選擇較小的焊接線能量。如15MnVN鋼的焊接線能量應(yīng)控制在40?45kJ/cm以下。對于碳及合金元素含量較高而屈服點為490MPa的正火鋼（如18MnMoNb鋼等），因淬硬傾向大，應(yīng)選擇較大的焊接線能量，但當(dāng)采用焊前預(yù)熱時，為了避免過熱傾向，可以適當(dāng)?shù)販p少線能量。⑶后熱及焊后熱處理后熱是指焊接結(jié)束或焊完一條焊縫后，將焊件立即加熱至150?250°C范圍內(nèi)，并保溫一段時間，使接頭中的氫擴散逸出，防止延遲裂紋產(chǎn)生。對于厚壁容器、高剛性的焊接結(jié)構(gòu)以及一些在低溫、耐蝕條件下工作的構(gòu)件，焊后應(yīng)及時進行消除應(yīng)力的高溫回火，其目的是消除焊接殘余應(yīng)力，改善組織。焊后立即進行高溫回火的焊件，無需再進行后熱處理。7.試述16Mn鋼的焊接工藝。16Mn鋼屬于碳錳鋼，碳當(dāng)量為0.345%?0.491%，屈服點等于343MPa（強度級別屬于343MPa級）。16Mn鋼的合金含量較少，焊接性良好，焊前一般不必預(yù)熱。但由于16Mn鋼的淬硬傾向比低碳鋼稍大，所以在低溫下（如冬季露天作業(yè)）或在大剛性、大厚度結(jié)構(gòu)上焊接時，為防止出現(xiàn)冷裂紋，需采取預(yù)熱措施。不同板厚及不同環(huán)境溫度下16Mn鋼的預(yù)熱溫度，見表8。16Mn鋼手弧焊時應(yīng)選用E50型焊條，如堿性焊條E5015、E5016，對于不重要的結(jié)構(gòu)，也可選用酸性焊條E5003、E5001。對厚度小、坡口窄的焊件，可選用E4315、E4316焊條。 焊接16Mn鋼的預(yù)熱溫度焊件厚度（mm）不同氣溫下的預(yù)熱溫度計（C）16以上不低于一10C不預(yù)熱，一10C以下預(yù)熱100?150C16?24不低于一5C不預(yù)熱，一5C以下預(yù)熱100?150C25?40不低于0。。不預(yù)熱，0C以下預(yù)熱100?150C40以上均預(yù)熱100?150C試述18MnMoNb鋼的焊接工藝。18MnMoNb鋼的屈服點等于490MPa（屬于490MPa級鋼），由于碳及合金鋼元素的含量都較高，所以淬火硬傾向及冷裂傾向均比16Mn鋼大。焊接工藝要點：1） 除電渣焊外，焊前對焊件應(yīng)采取預(yù)熱措施，預(yù)熱溫度控制在150?180C。對于剛度較大的接頭，預(yù)熱溫度應(yīng)提高至180?230C。焊后或中斷焊接時，應(yīng)立即進行250?350C的后熱處理。2） 為保證接頭性能和質(zhì)量，應(yīng)適當(dāng)控制焊接線能量，如手弧焊時，焊接線能量應(yīng)控制在24kJ/cm以下；埋弧焊時，焊接線能量應(yīng)控制在35kJ/cm以下。但焊接線能量不能過小，否則焊接接頭易出現(xiàn)淬硬組織和降低韌性。同時，層間溫度應(yīng)控制在預(yù)熱溫度和300C之間。3） 焊后應(yīng)進行熱處理。電渣焊接頭熱處理的方式是900?980C正火加630?670C回火。手弧焊及埋弧焊接頭進行消除焊接殘余應(yīng)力的高溫回火處理，回火溫度比一般鋼材回火溫度低30C左右。試述低溫用鋼的焊接工藝。工作溫度等于或低于一20C的低碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼稱為低溫用鋼，低溫用鋼由于含碳量低，淬硬傾向和冷裂傾向小，所以焊接性良好。焊接時，為避免焊縫金屬及熱影響區(qū)形成粗晶組織而降低低溫韌性，要求采用小的焊接線能量，焊接電流不宜過大，宜用快速多道焊以減輕焊道過熱，并通過多層焊的重?zé)嶙饔眉毣Я＃嗟篮笗r要控制層間溫度不得過高，如焊接06MnNbDR低溫用鋼時，層間溫度不得大于300°C。低溫用鋼焊后可進行消除應(yīng)力熱處理，以降低焊接結(jié)構(gòu)的脆斷傾向試述珠光體耐熱鋼的焊接工藝。高溫下具有足夠的強度和抗氧化性的鋼稱為耐熱鋼，以Cr、Mo為主要合金元素的低合金耐熱鋼，基體組織是珠光體（或珠光體+鐵素體）稱為珠光體耐熱鋼，常用鋼號有15CrMo、12CrMoV、12Cr2MoWVT舊、14MnMov、18MnMoNb、13MnNiMoNb。由于珠光體耐熱鋼中含有一定量的Cr、Mo和其它一些合金元素，所以熱影響區(qū)會產(chǎn)生硬脆的馬氏體組織，低溫焊接或焊接剛性較大的結(jié)構(gòu)時，易形成冷裂紋。因此在焊接時應(yīng)采取以下幾項工藝措施：⑴預(yù)熱預(yù)熱是焊接珠光體耐熱鋼的重要工藝措施。為了確保焊接質(zhì)量，不論在定位焊或正式施焊過程中，焊件都應(yīng)預(yù)熱并保持為100?150C用氬弧焊打底和CO2氣體保護焊時，可以降低預(yù)熱溫度或不預(yù)熱。⑵焊后緩冷焊后應(yīng)立即用石棉布覆蓋焊縫及熱影響區(qū)，使其緩慢冷卻。⑶焊后熱處理焊后應(yīng)立即進行高溫回火，防止產(chǎn)生延遲裂紋、消除應(yīng)力和改善組織。焊后熱處理溫度應(yīng)避免在350?500C溫度區(qū)間內(nèi)進行，因珠光體耐熱鋼在該溫度區(qū)間內(nèi)有強烈的加火脆性現(xiàn)象。試述低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接性。碳的質(zhì)量分數(shù)不超過0.21%，加入適量的合金元素Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Cu，經(jīng)過奧氏體化-淬火-回火熱處理的鋼稱為低碳調(diào)質(zhì)鋼，常用牌號有WCF60、62、HQ70A、B、15MnMoVN、15MnMoVNRE和14MnMoNbB等，低碳調(diào)質(zhì)鋼具有高的屈服點（490?980MPa）、良好的塑性、韌性、耐磨及耐腐蝕性。低碳調(diào)質(zhì)鋼由于含碳量不高，雖含有一定量的合金元素，但焊接性較好，主要特點是：在焊接熱影響區(qū)，特別是焊接熱影響區(qū)的粗晶區(qū)有一定的冷裂傾向并有韌性下降的現(xiàn)象；在焊接熱影響區(qū)受熱時未完全奧氏體化的區(qū)域，以及受熱時其最高溫度低于Ac1、高于鋼調(diào)質(zhì)處理時的回火溫度的那個區(qū)域有軟化或脆化的傾向。試述低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝。常用的各種熔焊方法，都可以適用于焊接低碳調(diào)質(zhì)鋼。其焊接工藝如下：⑴焊前預(yù)熱當(dāng)板厚較小或接頭拘束度也較小時，焊前可不進行預(yù)熱，如15MnMoVN、14MnMoNbB鋼。當(dāng)板厚小于13mm時，通常采用不預(yù)熱施焊。隨著板厚的增加，為了防止產(chǎn)生冷裂紋，必須進行預(yù)熱，但是必須嚴格控制預(yù)熱溫度，因為過高的預(yù)熱溫度會使熱影響區(qū)的冷卻速度過于緩慢，使熱影響區(qū)強度下降，韌性變壞。幾種低碳調(diào)質(zhì)鋼的最低預(yù)熱溫度，見表14。允許的最高預(yù)熱溫度與表中最低值相比，不得大于65C。若有可能，可采用低溫預(yù)熱加后熱或不預(yù)熱，只采用后熱的方法來防止低碳調(diào)質(zhì)鋼產(chǎn)生冷裂紋，可以減輕或消除過高的預(yù)熱溫度對熱影響區(qū)韌性的損害。低碳調(diào)質(zhì)鋼的最低預(yù)熱溫度 （C）焊件厚度（mm）15MnMoVN14MnMoNbB<13不預(yù)熱不預(yù)熱13?1650?100100?15016?19100?150150?20019?22100?150150?20022?25150?200200?25025?35150?200200?250⑵焊接材料為防止產(chǎn)生冷裂紋，因此必須嚴格控制焊接材料中的含氫量，要求所使用的焊條必須是低氫型或超低氫型的，焊前應(yīng)嚴格按規(guī)定進行烘干、貯存。⑶焊接技術(shù)為避免過度損傷熱影響區(qū)的韌性，應(yīng)避免使用過大的線能量，因此，不推薦使用大直徑的焊條或焊絲。只要可能，應(yīng)采用多層小焊道焊縫，最好采用窄焊道，而不采用橫向擺動的運條技術(shù)。⑷焊后熱處理大多數(shù)低碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接構(gòu)件都是在焊態(tài)下使用，只有在下述條件下才進行焊后熱處理。1） 焊后或冷加工后的韌性過低。2） 焊后需進行高精度加工，要求保證結(jié)構(gòu)尺寸的穩(wěn)定性。3） 焊接結(jié)構(gòu)承受應(yīng)力腐蝕。焊后熱處理的溫度必須低于母材調(diào)質(zhì)處理的回火溫度。試述中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接性。碳的質(zhì)量分數(shù)量較高（含碳量0.25%?0.5%），并加入適量的合金元素（Mn、Si、Cr、Ni、B、Mo、W、V、Ti等）以保證鋼的淬透性，再通過調(diào)質(zhì)處理以獲得綜合性能較好的高強鋼稱為中碳調(diào)質(zhì)鋼，常用牌號有30CrMnSiA、30CrMnSiNi2A、40CrMnSiMoVA、35CrMoA、35CrMoVA、34CrNi13MoA、40CrNiMoA等。中碳調(diào)質(zhì)鋼的屈服點可達到880?1176MPa，但焊接性較差，主要表現(xiàn)在：⑴焊接熱影響區(qū)的脆化和軟化首先，由于中碳調(diào)質(zhì)鋼的含碳量高、合金元素多，鋼的淬硬傾向大，在熱影響區(qū)的淬火區(qū)會產(chǎn)生大量的馬氏體，導(dǎo)致嚴重脆化。其次，熱影響區(qū)被加熱到超過調(diào)質(zhì)處理時回火溫度的區(qū)域，將出現(xiàn)強度、硬度低于母材的軟化區(qū)。⑵裂紋傾向嚴重中碳調(diào)質(zhì)鋼的淬硬傾向大，熱影響區(qū)產(chǎn)生的馬氏體組織，增大了焊接接頭的冷裂傾向。此外，中碳調(diào)質(zhì)鋼的碳及合金元素含量高，熔池的結(jié)晶溫度區(qū)間大，偏析嚴重，因而具有較大的熱裂紋敏感性。試述中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接工藝。常用的各種熔焊方法，都可以適用于焊接中碳調(diào)質(zhì)鋼。⑴預(yù)熱及后熱除了拘束度小、構(gòu)造簡單的薄殼結(jié)構(gòu)不用預(yù)熱外，中碳調(diào)質(zhì)鋼都應(yīng)采取焊前預(yù)熱和后熱措施，預(yù)熱溫度約為200?350°C后熱溫度為300^左右。如果焊后不能及時進行調(diào)質(zhì)處理，則必需在焊后及時進行中間熱處理，即在等于或高于預(yù)熱溫度下進行保溫一段時間的熱處理，如低溫回火或650?680C高溫回火。若焊件焊前處于調(diào)質(zhì)狀態(tài)，其預(yù)熱溫度、層間溫度及熱處理溫度都應(yīng)比母材淬火后的回火溫度低50C。進行局部預(yù)熱時，應(yīng)在焊縫兩側(cè)各100mm范圍內(nèi)均勻加熱。⑵焊接材料為了防止產(chǎn)生熱裂紋，要求采用低碳焊絲，焊絲中的碳的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)控制在0.15%以內(nèi)，最高不超過0.25%，并且控制硫、磷的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)小于0.03%?0.035%。焊接中碳調(diào)質(zhì)鋼焊條的選用，見表16。表中HTJ-1及HTJ-4焊條涂料只起穩(wěn)弧作用，焊縫金屬的力學(xué)性能和抗裂性能較差，只適用于受力小、待焊處可達性不好及要求變形小的30CrMnSiA鋼薄板的焊接。⑶焊接線能量中碳調(diào)質(zhì)鋼宜用小線能量焊接，以有利于減少淬火區(qū)的高溫停留時間，降低奧氏體的晶粒長大，從而降低淬火區(qū)的脆化程度。試述耐候鋼及耐海水腐蝕用鋼的焊接工藝。銅、磷能顯著地降低鋼的腐蝕速度，這是耐候鋼及耐海水腐蝕用鋼的主要合金元素，常用耐候鋼及耐海水腐蝕用鋼有：16CuCr、12MnCuCr、15MnCuCr、09Mn2Cu、16MnCu、09MnCuPTi、08MnPRE、10MnPNbRE鋼等。銅、磷耐蝕鋼對焊接熱循環(huán)不敏感，焊接熱影響區(qū)的最高硬度不超過350HV。雖然鋼中含有Cu、P等元素，但其含量均不高，通常銅的質(zhì)量分數(shù)控制在0.2%?0.4%，不會促使產(chǎn)生熱裂紋。含磷鋼中碳、磷的質(zhì)量分數(shù)都在0.25%以下，因而鋼的冷脆傾向也不大，所以焊接性良好，焊接工藝與強度級別較低（os為343?392MPa）的普通熱軋鋼相同。試述不銹鋼焊接接頭的脆化現(xiàn)象。不銹鋼的焊縫在高溫加熱一段時間后，出現(xiàn)沖擊韌度下降的現(xiàn)象稱為脆化。（1）475°C脆性含有較多鐵素體相（超過15%?20%）的雙相焊縫金屬，經(jīng)過350?500°C加熱后，塑性和韌性會顯著降低，即性質(zhì)脆化。由于在475C時脆化速度最快，故稱為“475C脆性〃。鐵素體越多，這種脆化越嚴重。已產(chǎn)生475C脆化的焊縫，可以900C淬火消除。⑵。相脆化不銹鋼焊接接頭在375?875C范圍內(nèi)長期使用，會產(chǎn)生一種FE-Cr金屬間化合物，稱為“o相〃。o相硬而脆，硬度大于68HRC時，由于o相析出的結(jié)果，焊縫的沖擊韌度急劇下降，這種現(xiàn)象稱為“o相脆化〃。通常認為，o相是由鐵素體演變而來，當(dāng)鐵素體的質(zhì)量分數(shù)超過5%時，很快會形成o相。因此，對于高溫下使用的不銹鋼材料，為了防止出現(xiàn)o相，必須控制鐵素體的含量。為了消除已經(jīng)生成的o相，恢復(fù)焊接接頭的韌性，可以把焊接接頭加熱到1000?1050C，然后快速冷卻。o相在1Cr18Ni9Ti不銹鋼的焊縫中一般不會產(chǎn)生。⑶熔合線脆斷不銹鋼焊件在高溫下長期使用，在沿焊縫熔合線外幾個晶粒的地方，會發(fā)生脆斷現(xiàn)象，此現(xiàn)象稱為熔合線脆斷。鋼中加入Mo元素能提高鋼材抗脆斷的能力。試述鐵素體不銹鋼的焊接工藝。屬于鐵素體不銹鋼的鋼號有0Cr13A1、1Cr17、1Cr28、0Cr17Ti、1Cr25Ti、1Cr17Mo2Ti等。鐵素體不銹鋼焊接工藝如下：⑴焊接性鐵素體不銹鋼焊接時，由于熱影響區(qū)晶粒急劇長大、475C脆性和o相析出不僅引起接頭脆化，而且也使冷裂傾向加大。在溫度高于1000C的熔合線附近快速冷卻時會產(chǎn)生晶間腐蝕，但經(jīng)650?850C加熱并隨后緩冷就可以加以消除。由于鐵素體鋼在加熱和冷卻過程中不發(fā)生相變，所以晶粒長大以后，不能通過熱處理來細化。⑵焊接工藝 1）焊接時將焊件預(yù)熱100?150C，含格量越高，預(yù)熱溫度越高。2）可分別選用格不銹鋼焊條或格鎳奧氏體焊條。采用格鎳奧氏體焊條時，可不進行焊前預(yù)熱和焊后熱處理。3）采用小的焊接線能量，不擺動焊接。多層焊時應(yīng)控制層間溫度高于150C。不宜連續(xù)施焊。4）焊后進行750?800C的回火處理，目的是改善塑性，提高耐腐蝕性?；鼗鸷罂炖?，可防止出現(xiàn)o相及475C脆性。對于超低碳高格鐵素體不銹鋼，如00Cr26Mo1、00Cr30Mo，目前還沒有專用焊條，可采用E1-23-13-26（A302）、E2-26-21-16（A402）焊條進行焊接。試述馬氏體不銹鋼的焊接工藝。屬于馬氏體不銹鋼的鋼號有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、3Cr13Mo、1Cr17Ni2、2Cr13Ni2、9Cr18、9Cr18MoV等。⑴焊接性有強烈的冷裂傾向，焊縫及熱影響區(qū)焊后均為硬而脆的馬氏體組織，鋼中含碳量越高，冷裂傾向越大。焊接時在溫度超過1150C的熱影響區(qū)內(nèi)，晶粒顯著長大。過快或過慢的冷卻都可能引起接頭脆化。例如，1Cr13鋼焊后冷卻速度小于10C/s時，在熱影響區(qū)將得到粗大的鐵素體加碳化物組織，使塑性顯著降低；當(dāng)冷卻速度大于40C/s時，則會產(chǎn)生粗大的馬氏體組織，同樣也使塑性下降。馬氏體不銹鋼的晶間腐蝕傾向很小。⑵焊接工藝 1）焊前預(yù)熱焊前預(yù)熱是防止產(chǎn)生冷裂紋的主要工藝措施。當(dāng)C的質(zhì)量分數(shù)為0.1%?0.2%時，預(yù)熱溫度為200?260C，對高剛性焊件可預(yù)熱至400?450C。焊后冷卻焊件焊后不應(yīng)從焊接溫度直接升溫進行回火處理，因為焊接過程中奧氏體可能未完全轉(zhuǎn)變，如焊后立即升溫回火，會出現(xiàn)碳化物沿奧氏體晶界沉淀和奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生晶粒粗大的組織，嚴重降低韌性。因此回火前應(yīng)使焊件冷卻，讓焊縫和熱影響區(qū)的奧氏體基本分解完了。對于剛性小的焊件，可以冷至室溫再回火；對于大厚度的焊件，需采用較復(fù)雜的工藝；焊后冷至100?150°C，保溫0.5?1h,然后加熱至回火溫度。焊后熱處理目的是降低焊縫和熱影響區(qū)的硬度，改善塑性和韌性，同時減少焊接殘余應(yīng)力。焊后熱處理分回火和完全退火兩種?；鼗饻囟葹?50?750C，保溫1h，空冷；若焊件焊后需機加工的，為了得到最低硬度，可采用完全退火，退火溫度為830?880C，保溫2h爐冷至595C，然后空冷。焊條的選用焊接馬氏體不銹鋼用焊條分為鉻不銹鋼焊條和鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條兩大類。常用鉻不銹鋼焊條有E1-13-16(G202)、E1-13-15(G207)；常用鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條有E0-19-10-16(A102)、E0-19-10-15(A107)、E0-18-12Mo2-16(A202)、E0-18-12Mo2-15(A207)等什么是不銹鋼的應(yīng)力腐蝕？如何防止應(yīng)力腐蝕？盛裝腐蝕介質(zhì)的容器，在拉伸應(yīng)力的作用下所產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象稱為應(yīng)力腐蝕。引起應(yīng)力腐蝕的拉伸應(yīng)力有焊接殘余應(yīng)力和工作應(yīng)力兩種，其中以焊接殘余應(yīng)力為主。產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的介質(zhì)因素是溶液中CI-離子濃度和氧含量的共同含量。容易引起奧氏體不銹鋼產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的介質(zhì)，見表18。奧氏體不銹鋼制設(shè)備經(jīng)常由冷卻水、蒸汽、空氣中的積水引起應(yīng)力腐蝕斷裂。防止應(yīng)力腐蝕的方法主要是消除焊接殘余應(yīng)力，常采用低溫(低于300?350C)或高溫(高于850C)退火處理。不銹鋼焊接時，為什么要控制焊縫中的含碳量？隨著不銹鋼中含碳量的增加，在晶界生成的碳化鉻隨之增多，使得在晶界形成貧鉻區(qū)的機會增多，在腐蝕介質(zhì)中產(chǎn)生晶間腐蝕的傾向就會增加。因此不銹鋼焊接時，為提高接頭的耐腐蝕能力，必需控制焊縫中的含碳量，采取的措施是：⑴采用超低碳不銹鋼及其焊接材料奧氏體不銹鋼根據(jù)含碳量的不同，可分成三個等級：即一般含碳量級，碳的質(zhì)量分數(shù)為W0.14%；低碳級的為￡0.06%；超低碳級的為W0.03。因為室溫時，奧氏體中能溶解的最大碳的質(zhì)量分數(shù)為0.02%?0.03%，所以超低碳奧氏體不銹鋼原則上就不會產(chǎn)生晶間腐蝕。屬于超低碳奧氏體不銹鋼的鋼號有00Cr19Ni11、00Cr17Ni14Mo2、00Cr17Ni14Mo2Cu2等。焊接這類鋼時，應(yīng)采取超低碳不銹鋼焊絲，如H00Cr19Ni9焊絲。⑵在母材或焊接材料中添加穩(wěn)定劑在鋼材和焊接材料中加入Ti、Nb等與碳的結(jié)合能力比鉻更強的元素，能夠與碳結(jié)合成穩(wěn)定的碳化物，可以避免在奧氏體晶界形成貧鉻區(qū)。所以，常用奧氏體不銹鋼及焊執(zhí)著材料中都含有Ti或NbNb元素，如1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni11Nb和H1Cr19Ni10Nb鋼等。⑶進行固溶處理焊后將焊接接頭加熱到1050?1100C，此時碳又重新溶入奧氏體中，然后急速冷卻，便得到了穩(wěn)定的奧氏體組織，這種工藝處理稱為固溶處理。固溶處理的缺點是，如果焊接接頭需要在危險溫度區(qū)工作，則仍不可避免地會形成貧鉻區(qū)。⑷進行均勻化處理將焊接接頭加熱至850?900C，保溫2h，使奧氏體晶粒內(nèi)部的鉻有充分時間擴散至晶界，使晶界處鉻的質(zhì)量分數(shù)又恢復(fù)到大于12%，貧鉻區(qū)得以消失。什么是不銹鋼的晶閘腐蝕？不銹鋼在腐蝕介質(zhì)作用下，在晶粒之間產(chǎn)生的一種腐蝕現(xiàn)象稱為晶閘腐蝕。產(chǎn)生晶閘腐蝕的不銹鋼，當(dāng)受到應(yīng)力作用時，即會沿晶界斷裂、強度幾乎完全消失，這是不銹鋼的一種最危險的破壞形式。晶閘腐蝕可以分別產(chǎn)生在焊接接頭的熱影響區(qū)、焊縫或熔合線上，在熔合線上產(chǎn)生的晶間腐蝕又稱刀狀腐蝕。不銹鋼具有耐腐蝕能力的必要條件是格的質(zhì)量分數(shù)必須大于12%。當(dāng)溫度升高時，碳在不銹鋼晶粒內(nèi)部的擴散速度大于格的擴散速度。因為室溫時碳在奧氏體中的熔解度很小，約為0.02%?0.03%,而一般奧氏體不銹鋼中的含碳量均超過此值，故多余的碳就不斷地向奧氏體晶粒邊界擴散，并和格化合，在晶間形成碳化格的化合物，如（CrFe）23C8等。但是由