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1、 不锈钢是指 在大气 、 水 、 酸 、 碱和 盐等溶 液 ,或其他腐蚀介 质中具有 一定 化学稳定性 的钢 的总称。 主加元素C r ( 铬 ) 的含 量 , 各 国标 准规 定 不完 全相 同 。例 如 , 美 国钢 铁协会 ( A I S I ) 规 定 ,以4 铬作 为划 分不 锈钢 与其他 钢 的界 限 。 日本工业标准J I S G0 2 0 3 规定 ,铬含量 约 大于1 1 。 德国D I N和欧洲标准E N 1 0 0 2 0 规定 , 铬含 量不小于 1 0 5 , 碳 含量不大于1 2 。 我国标准则规定 , 铬含量不高 于1 2 , 能 使钢处于钝化状态 , 又具有不锈
2、的特性 。 根据 其显微组织 的不 同可分为铁 素体 型 、马 氏体 型 、 奥 氏体 型 、 奥 氏体+ 铁素体型 和沉淀 硬化 型不锈钢等几种。 奥 氏体不锈钢通常在常温下 的组织 为纯 奥氏体,也有一些为奥氏体+ 少量铁素体, 这 种少量铁素体有助于防止热裂纹 。 一 、奥 氏体不锈钢的焊接特点 1 奥 氏体不 锈钢焊接 容易出现热裂纹 , 具体 预防措施如下。 ( 1 )尽量 使焊缝金 属呈 双相组织 , 铁素 体的含量控制在3 以下 。因为铁素体能大量 熔解有害的S 、 P 杂质 。 ( 2 )尽量选用 碱性 药皮 的优 质焊条 , 以 限制焊缝金 属中S 、 P 、 C 等的含量。
3、 1 6 氏 体 不 锈 钢 焊接特点及 焊条选用 技术讲座口吴树显 2 晶间腐蚀 : 根据贫铬理论 , 焊缝和热影 响区在 加热 到4 5 0 8 5 0 o C 敏化温 度 区时在 晶 界上 析出碳化铬 , 造 成贫铬的晶界 , 不 足以抵 抗腐蚀 的程度 。其预防措施如下。 ( 1 ) 采用低碳 或超低 碳 的焊 材 , 例如 牌 号A 0 0 2 等 ;采用含钛 、铌等稳定化元 素的焊 条 , 例如牌号A1 3 7 、 A1 3 2 等。 ( 2 )由焊 丝或 焊条向焊缝熔入一定量 的 铁素 体 , 形 成元 素 , 使 焊缝金 属成为 奥 氏体+ 铁素体 的双相组织 ( 铁 素体一般
4、控制在4 一 1 2 ) 。 ( 3 )为 防止焊接熔 池过热 , 选 用较 小 的 焊接电流 和较快 的焊接速度 , 加快冷却速度 。 ( 4 )对耐 晶间腐蚀性能要求很 高的焊件 进行 焊后稳定化退火处理 。 3 应 力腐蚀开裂 :应力腐蚀开裂是焊接 接头 在特 定腐 蚀环境下受拉伸应力作用 时所 产生 的延迟开 裂现象。奥氏体不锈钢焊 接接 头 的应力腐蚀 开裂是焊 接接头 比较严重 的失 效形式 , 表 现为无塑性变形的脆性破坏。 其 预 防措施如下。 ( 1 )合理 制定成 型加工 和组装 工艺 , 尽 可能减小冷作变形度 , 避免强制组装 , 防止组 装 过程中造成各种伤痕 ( 各
5、种组装伤 痕及 电 弧 灼痕都会成 为S C C 的裂源 ,容易造成腐 蚀 坑 ) 。 ( 2 )合理 选择 焊材 : 焊缝 金属 与母材应 维普资讯 http:/ 有 良好的匹配 , 不产生任何不 良组 织 , 例 如晶 粒粗 化及 硬脆 马氏体等。 ( 3 )采 取合 适 的焊 接工 艺 , 保证 焊缝 成 型 良好 , 不产生任何 应力集 中或点蚀 的缺陷 , 例如 咬边 等 ; 采取合理 的焊接顺序 , 降低焊接 残余应力水平 。 ( 4 )消除应力 处理 : 焊后 热处理 , 例如焊 后完全退火或退火 ;在难以实施热 处理时采 用焊后锤击或喷丸等 。 ( 5 )生产管理措施 , 介质
6、 中杂 质的控制 , 例如液氨介质 中的0 、 N 、 H 2 0等; 液化石 油气 中的H 2 S ;氯化 物溶液 中的0 、 F e “ 、 C r 6 + 等 ; 防 蚀处理 : 例 如涂层 、 衬 里或 阴极保 护等 ; 添 加 缓蚀剂 。 4 焊缝 金属 的低 温脆化 :对 于奥氏体不 锈钢 焊接接头 , 在低 温使 用时 , 焊缝金属 的塑 韧性是关键 问题 。 此时 , 焊缝组织 中的铁 素体 的存在 总是 恶化低 温韧性 。其预 防措施是通 过选用纯 奥氏体焊材和调整焊接 工艺获得单 一 的奥氏体焊缝。 5 焊接 接头 的盯 相脆化 :焊件在 经受一 定时问的高温加热 后会 在
7、焊缝 中析 出一种脆 性 的盯 相 , 导致 整个 接头脆化 , 塑 性和韧 性显 著下降。 盯 相 的析出温度范围为6 5 0 8 5 0 C。 在 高温 加热 过程 中 , 13 “ 相 主要 由铁素 体转 变 而 成。 加热时间越长, 13 “相析 出越 多。 其预防措施 如 下 。 ( 1 ) 限制焊缝 金属 中 的铁 素体 含量 ( 小 于1 5 ) ; 采用 超合 金 化焊 接材 料 , 即 高镍 焊 材 O ( 2 )采用 小规 模 , 以减 小焊缝 金属 在 高 温下 的停 留时间 。 ( 3 )对 已析 出的13 “ 相在 条件 允许 时进行 固溶处理 , 使1 3 “ 相溶
8、入奥 氏体 。 二、奥氏体不锈钢的焊条选用要点 不锈钢主要用 于耐腐蚀 ,也用作 耐热钢 和低温钢 。因此 , 在焊接不 锈钢时 , 焊 条的性 能必须与不锈钢 的用途 相符。不锈钢 焊条必 须根据母材和工作条件( 包 括工作温度 和接 触 介 质等 ) 来 选用 符 合 不锈 钢焊 条 ( G B r 9 8 3 1 9 9 5 ) 规定 的焊条 。 1 一般来说 ,焊 条的选用 可参 照母材 的 材质 , 选用与母 材成分相同或相近的焊条。例 如:牌号A 1 0 2 对应的0 C r l 9 N i 9 ;牌号A1 3 7 或 A 1 3 2 对应 的1 C r l 8 N i 9 T i
9、 。 2 由于碳含量对不锈钢 的抗腐蚀性能有 很大的影响 , 因此 , 一般选用熔敷金 属含碳量 不高于母材 的不锈钢焊条 。例如3 1 6 L 必 须选 用牌号A 0 2 2 焊条。 3 奥氏体不锈钢的焊缝金属应保证 力学 性能, 可通过焊接工艺评定进行验证。 4 对于在高温条件下工作 的耐热不锈钢 ( 奥氏体耐热钢 ) ,所选用 的焊 条主要应 能满 足焊缝 金属的抗热裂性能和焊接接头的高温 性能 。 ( 1 )对 C r N i 1 的奥 氏体 耐热 钢 , 例如 1 C r l S N i 9 T i 等 ,一般均采用奥 氏体一 铁素体不 锈钢焊条 ,以焊缝金属 中含2 5 铁素体为
10、宜 。 。 铁素体含量过低 时 , 焊缝 金属 抗裂性差 ; 若过高 ,则在 高温 长期 使用或热处 理时易形 成1 3 “相脆化 , 造 成裂 纹。例如牌号A 0 0 2 、 A 1 0 2 、 A1 3 7 等 。 在某些特殊的应用场合 ,可能要求采 用 全奥 氏体 的 焊缝 金 属 时 ,可采 用 例 如牌 号 A 4 0 2 、 A 4 0 7 焊条等。 ( 2 )对C r N i l 的稳定 型奥 氏体 耐热钢 , 例 l C r 1 6 N i 2 5 Mo 6 等 , 一般应 在保证焊缝金属 具有与母材化 学成分大致相 近的同时 ,增加 焊缝 金属 中M o 、 W、 M n 等
11、元 素的含 量 , 使得在 保证焊缝金属热 强性的 同时 ,提 高焊缝 的抗 裂性 。例如采用牌号A 5 0 2 、 A 5 0 7 等 。 5 对于在各种腐蚀介质中工作的耐蚀不 锈钢 , 应 按介质和工作温度来选择 焊条 , 并保 证其 耐腐蚀性能 ( 做焊 接接头的腐蚀性 能试 验) 。 ( 1 )对于 工作 温度在3 0 0 以上 、 有较 强 腐蚀 性的介质 ,必须采用 含有T i 或N b 稳定 化 元素 或超低碳 不锈 钢焊 条。例如牌号A1 3 7 或 A 0 o 2 等。 ( 2 )对 于含 有稀硫 酸或盐 酸 的介质 , 常 选用 含Mo 或含M o 和C u 的不锈钢焊条
12、, 例如牌 号A 0 3 2 、 A 0 5 2 等。 1 7 维普资讯 http:/ 能工巧匠 口张峰 传统 的圆柱模 板 ,需人工用 线锯 割 圆 , 然后满钉木条 , 用 铁丝将其 加 固, 绑扎 成 圆形 。 此方法制作费工 , 浪费模板材料 , 且 模板拼 缝较多 ,会 出现错 台或严 重漏 浆 , 拆模后混凝土的外观效果也不理想 。 为了解决以上 问题 , 我们采用0 6 mm 厚 的镀锌铁皮钉成半 圆形模板 , 施工时用 直径 1 0 mm 钢筋做龙骨 ,钢筋接头采用绑 扎搭接 ( 使用完毕钢筋能调直再使用 , 节 省 钢筋 ) , 间距 为2 0 o 3 O 0m m; 外 部
13、用 截 面 为6 0mmx 8 0m m的 方木 或直 径 5 1 x 3 5 1 1 1 1 钢管 ,在6 个或8 个不 同方向对称 进行 竖 向临时固定 , 最后用短钢管对其竖 向钢 管 进行加固 , 间距为5 0 0 6 0 0 tu r n 。 本方 法可 以节 省人 工 ,减小 木材用 量 , 增加模板 的周转次数 , 降低模板成本 , 而且 , 混凝土在拆模后可 以达到清水 混凝 土 的效果 。 ( 3 )工作条件腐蚀性弱或仅 为避 免锈蚀 污染 的设备 ,方可采用不含T i 或N b 的不锈钢 焊条 。 为保证 焊缝金 属 的耐 应力腐蚀 能力 , 采 用超 合金 化的焊材 ,即
14、焊缝金属 中的耐蚀合 金元 素( C r 、 M o 、 N i 等) 含量高 于母材 。例如 采 用 0 o C r l 8 N i l 2 Mo 2 类 型 的 焊 接 材 料( 例 如 A 0 2 2 ) 焊接0 o C r 1 9 N j 1 0 焊件 。 6 对于在低温条件下工作 的奥 氏体不锈 钢 ,应保证焊接接头在使用温度 的低 温冲击 韧性 , 故采用纯奥 氏体焊条 。例如牌号A 4 0 2 、 A 4 0 7 等 。 7 也可选用镍 基合金焊条 。 铆如采用Mo 达9 的镍基 焊材焊接M o 6 型超级奥 氏体不 锈 钢。 , 8 焊条药皮类型 的选择 ( 1 )由于双相 奥
15、氏体钢焊 缝金属本身含 有一定量 的铁 素体 , 具有 良好 的塑性 和韧性 , 从焊缝金属抗裂性角度进行 比较 ,碱性药皮 1 8 与钛 钙型药皮焊条 的差别不像碳 钢焊条那样 显著 。因此 , 在 实际工程 应用 中 , 从焊 接工艺 性能 方面着 眼较多 ,大多采用药皮类 型代号 为 1 7 或 1 6 的 焊条( 例 如 牌 号 A1 0 2 A、 A1 0 2 、 A1 3 2 等) 。 ( 2 )只有在结 构刚性很 大或焊缝金属 抗 裂性较差 ( 例如某些马 氏体铬不锈 钢、 纯奥 氏 体组织的铬镍不锈 钢等 ) 时 , 才考 虑选用药皮 代号 为1 5 的碱性药皮不锈钢 焊条( 例如牌号 A1 0 7 、 A 彻 等 ) 。 综上所述,奥氏体不锈钢的焊接是有其 独特 点的 , 对 焊条的选用尤其值得注意 , 只有 这样 才能达到针对不 同材料实施不 同的焊接 方法 和不 同材料 的焊条 一由于不锈钢 焊接 方 法有 多种 , 例如 电弧焊 、 氩弧焊 、 埋弧焊 、 等 离 子弧焊等 这里主要讲 的是 电弧 焊 , 不锈钢 焊 条必须根据母材 和工作 条件( 包括工作温 度 和接触介质等 ) 来选用 , 这样 才有可能达到所 预期 的焊接质量 。 圆 柱 模 板 的 改 进 维普资讯 http:/
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