铬镍奥氏体不锈钢焊接质量问题及对策（一）

cxcwsq

铬镍奥氏体不锈钢焊接质量问题及对策（一）
摘要：分析了铬镍奥氏体不锈钢焊接存在的质量问题，从奥氏体不锈钢接头的耐蚀性、热裂敏感性、接头脆化倾向及奥氏体不锈钢焊缝中的气孔倾向四方面，探讨了铬镍奥氏体锈钢焊接质量问题产生的原因及影响因素，提出了奥氏体不锈钢焊接质量问题的改进途径。结果表明，提高接头的耐蚀性和抗热裂性能的主要冶金措施是，选用焊缝为超低C、含有少量δ相（3%～5%）、含有稳定化元素Nb的焊接质量的主要工艺措施是，采用焊接能量集中的焊接方法，工艺参数选择应遵循尽可能加快接头冷却的原则，工艺措施应有利降低焊接残余拉应力，必要时可以采用稳定化退火或固溶处理。防止奥氏体不锈钢焊缝中气孔的根本措施是，限制气体来源和改善熔池中气体逸出条件。


铬镍奥氏体不锈钢及其焊接结构以其优良的耐蚀性、力学性能等综合性能，优先在化工、石油和动力、核能等工业部门获得应用，并迅速向汽车、电子、仪表、冶金、交通、食品、轻纺、医药、装饰及供水等部门推展，其钢材的年消耗量在不锈钢中所占比例不仅最大，而且逐年递增。近年来，国内铬镍奥氏体不锈钢市场更出现了需求量快速增长的势头。从理论上讲，与铁素体不锈钢和马氏体不锈钢相比，铬镍奥氏体不锈钢的焊接性被认为是较好的，但这并不意味着在所有的情况下该钢的焊接质量都能达到较高的使用要求。在役的奥氏体不锈钢焊接结构中，焊接接头出现裂纹和腐蚀破坏等问题案例时有发生，不仅影响了结构的正常使用和安全性，还给企业造成经济损失。铬镍奥氏体不锈钢的焊接质量问题归根结底是与其焊接性相关。

  关于铬镍奥氏体不锈钢的焊接性研究，已有不少文献报道，但是在蓬勃发展的不锈钢结构制造业中，各企业的制造水平良莠不齐，生产过程中焊接装备的先进性、工艺的合理性和质量管理的科学性，不仅存在一定的差异，而且缺乏坦诚交流。而对大好形势，那些在奥氏体不锈钢焊接结构中出现焊接质量问题的企业难道会束手无策吗?铬镍奥氏体不锈钢焊接质量保证的关键技术究竞在那里?为此，本文将铬镍奥氏体不锈钢的电弧焊接质量问题与其产生机理相联系，探讨影响因素，开展铬镍奥氏体不锈钢焊接质量改进途径研究。该项研究对推动相关企业的技术进步，提升产品竞争力，具有重要意义和参考价值。

一、铬镍奥氏体不锈钢的焊接质量问题

虽然说奥氏体不锈钢与铁素体和马氏体不锈钢相比，较容易焊接，但在一些情况下，仍然会出现下列焊接质量问题。

  1．铬镍奥氏体不锈钢接头的耐蚀性

铬镍奥氏体不锈钢接头的耐蚀性包括两种腐蚀现象：晶间腐蚀和应力腐蚀开裂。晶间腐蚀是金属材料(含接头)在特定的腐蚀介质中沿晶粒边界发生的腐蚀现象。遭受晶间腐蚀的不锈钢或接头，有时表面上没有痕迹，但在受到应力时，由于晶粒已失去联系，几乎完全丧失强度，会发生沿晶界断裂事故。接头可有三个部位出现晶间腐蚀现象(见图1)，其中ａ为焊缝上的晶间腐蚀(见图2)，ｂ为母材敏化区晶间腐蚀，发生在热循环峰值温度600～1000℃的热影响区，c为刀状腐蚀，发生存焊缝熔合线外侧很窄的范围内，形状窄而深，类似刀切形状。应力腐蚀开裂是金属材料(含接头)在应力与腐蚀介质同时作用情况下发生的低应力脆性开裂现象(见图3)。




统计资料表明，在奥氏体不锈钢结构中，应力腐蚀引起的事故占整个腐蚀破坏事故的50％以上。应力腐蚀裂纹一股都很细小，不易检查发现，往律造成没有预兆的低应力突发性事故，危害很大。


2．铬镍奥氏体不锈钢接头的热裂敏感性

铬镍奥氏体不锈钢接头的焊缝及近缝区均可能出现热裂纹，但最常见的是焊缝凝固裂纹，有时亦可发现近缝区液化裂纹。纯奥氏体焊缝对凝固裂纹的敏感性较高，Crl8 Ni8Nb型不锈钢具有液化裂纹敏感性，而Cr25Ni20型不锈钢既对凝固裂纹敏感，也对失塑裂纹敏感。

3．铬镍奥氏体不锈钢接头的脆化倾向

考虑到奥氏体不锈钢接头的工作条件，通常是在常温或不太高的温度下(例如350℃以下)使用，对于接头的要求主要是耐蚀性必须过硬，而对接头的力学性能没有特别要求。况且铬镍奥氏体不锈钢接头的常温力学性能，通常是可以满足使用要求的。然而，在低温和高温条件下，该接头均会出现脆化倾向。有资料证明，即使是单相γ组织的焊缝，其低温韧性(- 196℃)仍然不如固溶处理的1Cr18 Ni9Ti母材，焊缝金属的韧性下降了31％。有更多资料证明，奥氏体焊缝经高温服役后，它的韧性指标急剧下降。可见，该接头的力学性能是有局限性的，并非万能或全功能型，它的低温或高温脆化倾向与焊缝显微组织特性相关。如果要将此接头用于低温或高温环境工作，必须搞清脆化机理，改善显微组织，提出合理上艺措施。

4．铬镍奥氏体不锈钢焊缝中的气孔倾向

在铬镍奥氏体不锈钢熔化焊时，焊缝中的气孔敏感性较大。虽然经过半个多世纪的研究，在气孔的控制和防止方面已经取得长足的进步，特别是近年来随着新材料、新工艺、新技术的出现，奥氏体不锈钢焊缝的抗气孔性能明显提高，但在实际应用中，焊缝中的气孔倾向仍时有发生。这表明铬镍奥氏休不锈钢焊缝中气孔生成机理的复杂性和未知性，同时也表明继续深入研究气孔生成机理的必要性和重要性.

xavier

若果能更多的介绍铁素体的焊接就好了，奥氏体好像没什么好讲的