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(xiu)鋼(gang)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(xi)釋問題
如(ru)果(guo)是珠光體鋼(gang)與奧氏體鋼(gang)形成的異種鋼(gang)焊接(jie)接(jie)頭,一(yi)般均(jun)應用Cr-Ni奧氏體鋼(gang)或N基(ji)合(he)金作為焊接(jie)材料。
假設用(yong)(yong)18-8鋼(s)與(yu)低碳鋼(m)焊(han)(han)(han)(han)(han)接,如圖(tu)3-13所示,焊(han)(han)(han)(han)(han)接時兩種母材(cai)都(dou)要熔(rong)(rong)人熔(rong)(rong)池。若(ruo)不填充焊(han)(han)(han)(han)(han)接材(cai)料,兩種鋼以同(tong)比(bi)例(li)熔(rong)(rong)入焊(han)(han)(han)(han)(han)縫,由圖(tu)3-14(舍夫勒圖(tu))求得圖(tu)中點'通(tong)常(chang)認為(wei)這(zhe)就是待焊(han)(han)(han)(han)(han)母材(cai)。具有點d成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)的(de)母材(cai)再與(yu)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)為(wei)點f或點f'的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)條金屬相(xiang)(xiang)熔(rong)(rong)合(he)后,構(gou)成(cheng)(cheng)(cheng)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫金屬,相(xiang)(xiang)應組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)應在a-f或a-f'的(de)連(lian)線上并由熔(rong)(rong)合(he)比(bi)的(de)大小來決定。采(cai)用(yong)(yong)分(fen)為(wei)f'的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)條,熔(rong)(rong)合(he)比(bi)高達0.7仍可(ke)保(bao)證焊(han)(han)(han)(han)(han)縫不出(chu)現馬氏體組(zu)織,而(er)是單(dan)獨相(xiang)(xiang)奧氏體,組(zu)織具有一定的(de)熱裂傾向(xiang)。采(cai)用(yong)(yong)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)為(wei)f的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)條,則由a-f連(lian)線可(ke)得,如果(guo)熔(rong)(rong)合(he)比(bi)控制(zhi)(zhi)在0.3以下(xia),可(ke)得到(dao)A+F(δ+γ)雙相(xiang)(xiang)組(zu)織。同(tong)樣(yang),應用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)條18-8型,其(qi)組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)與(yu)母材(cai)相(xiang)(xiang)同(tong),則焊(han)(han)(han)(han)(han)縫金屬的(de)組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)將(jiang)在a-s線上,這(zhe)時,只有控制(zhi)(zhi)熔(rong)(rong)合(he)比(bi)小于0.15才能避免焊(han)(han)(han)(han)(han)縫有馬氏體產生。
因此(ci),必須正確選(xuan)擇高合金的焊接(jie)材(cai)料,控制熔合比或稀釋(shi)率。
2. 凝固過(guo)渡層的存(cun)在(zai)
前面敘述的(de)(de)焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)成分(fen)指(zhi)的(de)(de)是平均成分(fen)。靠(kao)近熔(rong)合(he)線的(de)(de)焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)成分(fen)有一(yi)定的(de)(de)濃度梯度。這種成分(fen)上的(de)(de)過(guo)渡(du)變化區是由于熔(rong)池(chi)凝固特(te)性造成的(de)(de),所以稱為凝固過(guo)渡(du)層。一(yi)般增加焊(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)鎳含(han)量可以縮小過(guo)渡(du)層。
3. 碳遷移過渡層的形成(cheng)
在異種(zhong)鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)時,一般可(ke)以(yi)(yi)出(chu)現(xian)低合(he)金鋼(gang)一側(ce)的(de)(de)碳(tan)通過(guo)(guo)焊(han)(han)縫(feng)邊(bian)界(jie)向(xiang)高合(he)金焊(han)(han)縫(feng)中(zhong)遷(qian)移擴散的(de)(de)現(xian)象,分別在焊(han)(han)縫(feng)邊(bian)界(jie)兩側(ce)形(xing)成脫碳(tan)層(ceng)和增碳(tan)層(ceng)。即在低合(he)金鋼(gang)母(mu)材側(ce)形(xing)成脫碳(tan)層(ceng),另一側(ce)為增碳(tan)層(ceng),它們總稱(cheng)為碳(tan)遷(qian)移過(guo)(guo)渡層(ceng)。由(you)硬度試驗可(ke)以(yi)(yi)測定(ding)碳(tan)遷(qian)移的(de)(de)存在,如(ru)圖3-15所示。增碳(tan)層(ceng)是由(you)于碳(tan)擴散遷(qian)移而析出(chu)碳(tan)化物所造成的(de)(de)。由(you)此形(xing)成的(de)(de)硬度突變現(xian)象對焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭性能有(you)害(hai)。
4. 殘余(yu)應力的形成
異種(zhong)鋼(gang)焊(han)接時,由(you)于(yu)兩種(zhong)鋼(gang)的線脹系(xi)數相差很大,不僅在(zai)(zai)焊(han)接時會產(chan)生較(jiao)大的殘(can)余(yu)應(ying)力(li),而且在(zai)(zai)使用中(zhong)若有循環(huan)溫度作用,也(ye)會形(xing)成熱應(ying)力(li)。由(you)于(yu)殘(can)余(yu)應(ying)力(li)的存在(zai)(zai),常常影響(xiang)工作性能。