不銹鋼焊接開裂的原因與分析
作者：小編 時間：2024/8/10 10:09:47
304不銹鋼是奧氏體不銹鋼是0Gr18Ni9的材質(zhì)，產(chǎn)生熱裂紋的可能性比較大，奧氏體不銹鋼有一個特點：他在900多度以上時是奧氏體，900多度以下至600多度時是馬氏體，溫度繼續(xù)下降，就又轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。焊接時接口開裂就是在馬氏體階段開裂的。解決的方法：減小一下焊接時的熱輸入量，加大焊后水冷卻的工藝，使其在馬氏體階段的時間縮短，避免焊件在敏感的溫度區(qū)間停留，接口就不會裂了。
不銹鋼的焊接
奧氏體不銹鋼的焊接不銹鋼是不銹鋼和耐酸鋼的總稱，鋼中所加合金元素在10%（質(zhì)量分數(shù)）以上，屬于高合金鋼。它包括奧氏體型、馬氏體型、鐵素體型、奧氏體一馬氏體型和沉淀硬化型五類。焊接奧氏體不銹鋼（OCr18Ni9、00Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2、00Cr18Ni12Mo2、OCr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo3Ti等）主要問題是熱裂紋——焊接過程中，焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)所產(chǎn)生的焊接熱裂紋、脆化、晶間腐蝕——沿金屬晶粒邊界發(fā)生的腐蝕破壞現(xiàn)象。和應力腐蝕開裂一一金屬材料（包括焊接接頭）在一定溫度下受腐蝕介質(zhì)和拉應力的共同作用而產(chǎn)生的裂紋。此外，因?qū)嵝圆?，線膨脹系數(shù)大，焊接變形也大。
熱裂紋與結(jié)構(gòu)鋼相比，它的熱裂紋傾向更大，在焊縫及熱影響區(qū)均可能出現(xiàn)熱裂紋。最常見的是焊縫結(jié)品裂紋一一在焊縫凝固過程的后期所形成的焊接裂紋，時在熱影響區(qū)和多層焊層間還會出現(xiàn)液化裂紋。含鎳量越高，產(chǎn)生熱烈傾向越大，而且越不容易控制。
防止措施：
a、嚴格限制硫、磷等雜質(zhì)的含量。
b、調(diào)整焊縫金屬組織，以奧氏體為主的￥+6雙相組織具有良好抗裂性。
c、調(diào)整焊縫金屬合金成分，在單相穩(wěn)定奧氏鋼中適當增加錳、碳、氮的含量。
d、 采用小線能量及小截面焊道
接頭脆化奧氏體鋼焊接接頭的低溫脆化和高溫脆化是值得注意的問題.
防止措施：
a嚴格控制焊縫中鐵素體含量（體積分數(shù)）2~7%，因為475℃脆化和6相脆化易出現(xiàn)在鐵素體中。
b多層焊時采用較小線能量，以減少熔池體積，提高冷卻速度，縮短高溫滯留時間。
晶間腐蝕有三種形式：焊縫的晶間腐蝕；熱影響區(qū)的“敏化區(qū)腐蝕”…敏化區(qū)腐蝕一一在焊接熱循環(huán)作用下，奧氏體不銹鋼焊接熱影響區(qū)中，被加熱到易引起晶間腐蝕的敏化溫度（理論上為450-850℃ ）的部位，稱為敏化區(qū)。在敏化區(qū)發(fā)生的晶間腐蝕現(xiàn)象：刀蝕——發(fā)生在焊接接頭近縫區(qū)一個狹帶（小于1mm）上的晶間腐蝕。這種腐蝕的破壞形式像刀的切口，故稱為刀蝕。
防止措施：
a、盡量降低母材及焊縫中含碳量；
b、采用熱量集中的焊接方法，小的焊接線能量，多道焊、焊縫背面加銅襯墊等措施使接頭快速冷卻，使焊縫和熱影響區(qū)在450~850℃的停留時間盡量縮短：
c、在鋼中添加穩(wěn)定化元素 Ti 、 Nb 等：
d、在鋼及焊縫金屬中加鐵素體形成元素，從而獲得奧氏體加少量鐵素體的雙相組織；
e、焊后進行固溶處理（加熱至1050~1150C，保溫后淬火）或穩(wěn)定化處理（加熱至850℃保溫2h后空冷）。
應力腐蝕開裂隨材料腐蝕介質(zhì)及拉應力大小的不同，開裂的斷口可能是沿晶的，也可能是穿晶的，還可能是兩種皆有的混合形式。焊接殘余應力是引起應力腐蝕開裂的主要原因。接頭過熱區(qū)對這種開裂最敏感。
防止措施：
a、焊后消除或減少焊接殘余應力；
b、選用奧氏體一鐵素體雙相組織的母材或焊接材料；
c、采用高 Ni （達40%）的鉻鎳不銹鋼焊條。
總結(jié)：電流不能過大，減小應力，母材于焊絲是否匹配。
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