Ausztenites rozsdamentes acél a hegesztési jellemzők: a hegesztési folyamat rugalmas, képlékeny feszültség és feszültség változók nagyon nagyok, de ritkán jelennek meg hideg repedések. A hegesztett kötésben nincs keményedési zóna és durva szemcse, így a varrat szakítószilárdsága nagy.
Az ausztenites rozsdamentes acél hegesztésének főbb problémái: nagy hegesztési deformáció; Szemcsehatár-jellemzői és néhány nyomszennyeződésre (S, P) való érzékenysége miatt könnyen keletkezhetnek forró repedések.
Öt hegesztési probléma és kezelési intézkedés az ausztenites rozsdamentes acélhoz
01 A króm-karbid képződése csökkenti a hegesztett kötések szemcseközi korrózióállóságát
Szemcseközi korrózió: A krómszegény elmélet szerint a króm-karbid kicsapódik a szemcsehatárokon, amikor a hegesztési varrat és a hőhatás zónát a 450-850 C-os érzékenyítési hőmérsékleti zónára melegítjük, ami krómszegény szemcsehatárokat eredményez. nem elegendőek ahhoz, hogy ellenálljanak a korrózió mértékének.
(1) Hegesztési szemcseközi korrózió és a háló érzékeny hőmérsékleti zónájában bekövetkező korrózió esetén a következő intézkedéseket lehet korlátozni:
a. Csökkentse az alapfém és a hegesztés széntartalmát, és adjon hozzá stabilizáló elemeket Ti, Nb és egyéb elemeket az alapfémhez, hogy előnyösen MC-t képezzen a Cr23C6 képződés elkerülése érdekében.
b. A varrat ausztenitből és kis mennyiségű ferritből álló kétfázisú szerkezetté alakul. Ha bizonyos mennyiségű ferrit van a varratban, akkor a szemcseméret finomítható, a szemcsefelület növelhető, és a szemcsehatár egység területén a króm-karbid csapadék mennyisége csökkenthető.
A króm jól oldódik ferritben, a Cr23C6 elsősorban ferritben képződik, és nem vezet krómhiányhoz az ausztenit szemcsehatárán. Az ausztenitek között járó ferrit megakadályozza a korrózió befelé terjedését a szemcsehatárok mentén.
c. Szabályozza a tartózkodási időt az érzékenyített hőmérsékleti tartományban. Állítsa be a hegesztési hőciklust, rövidítse le a tartózkodási időt 600 ~ 1000 fokkal, amennyire csak lehetséges, és válasszon egy nagy energiasűrűségű hegesztési módszert (például plazma argon ívhegesztés).
Válasszon kisebb hegesztősor energiát, argongázt a hegesztési varrat hátoldalán vagy rézbetétet a hegesztett kötés hűtési sebességének növelése érdekében, csökkentse az ívek és ívek számát az ismételt felmelegedés elkerülése érdekében, valamint a többrétegű hegesztés érintkezési felületét a korrozív közeget lehetőleg hegesztjük.
d. Hegesztés, szilárd oldatos kezelés vagy stabilizáló izzítás (850 ~ 900 fok) után hőmegőrzés és levegőhűtés után, hogy a karbid teljesen kicsapódjon, és a króm diffúziója felgyorsul.
(2) A hegesztett kötések késes korróziója, ezért a következő megelőző intézkedéseket lehet tenni:
A szén erős diffúziós képessége miatt a szemcsehatáron polarizálódik, így a hűtés során túltelített állapotba kerül, míg a Ti és az Nb az alacsony diffúziós képesség miatt a kristályban marad. Ha a hegesztett kötést az érzékenyítési hőmérséklet-tartományban újra felmelegítjük, a telített szén Cr23C6 formájában kicsapódik a kristályok között.
a. Csökkentse a széntartalmat. Stabilizáló elemeket tartalmazó rozsdamentes acél esetében a széntartalom nem haladhatja meg a 0,06 százalékot .
b. Alkalmazzon ésszerű hegesztési eljárást. Válasszon kisebb hegesztési vezetékenergiát, hogy csökkentse a túlmelegedett terület magas hőmérsékleten való tartózkodási idejét, és ügyeljen arra, hogy a hegesztési folyamat során elkerülje a "közepes hőmérséklet-érzékenyítő" hatást.
Mindkét oldali hegesztésnél a korrozív közeggel érintkező hegesztést végre kell hegeszteni (ez az oka annak, hogy a nagy átmérőjű vastagfalhegesztés kívül-belül hegesztése történik), ha ez nem kivitelezhető, a hegesztés A specifikációt és a hegesztési varrat alakját be kell állítani, és a korrozív közeggel érintkező túlhevült területet lehetőség szerint újra érzékenyíteni kell.
c. Hegesztés utáni hőkezelés. Szilárd oldat vagy stabilizálás hegesztés után.
02 Feszültségkorróziós repedés
A feszültségkorróziós repedés elkerülése érdekében a következő intézkedéseket lehet tenni:
a. Az anyagok helyes kiválasztása és a hegesztési varrat összetételének ésszerű beállítása. A nagy tisztaságú króm-nikkel ausztenites rozsdamentes acél, magas szilíciumtartalmú króm-nikkel ausztenites rozsdamentes acél, ferrites-ausztenites rozsdamentes acél, magas krómtartalmú ferrites rozsdamentes acél stb., jó ellenálló képességgel rendelkezik a feszültségkorrózióval szemben, és jól ellenáll a feszültségkorróziónak, amikor a hegesztett fémet ausztenit-ferrit duplex acél szerkezet.
b. A maradék stressz megszüntetése vagy csökkentése. A maradék felületi feszültséget mechanikai módszerekkel, például polírozással, szemcseszórással és kalapácsozással csökkentik.
c. Ésszerű szerkezeti tervezés. A nagy stresszkoncentráció elkerülése érdekében.
03 Hegesztési forró repedés (hegesztési kristályosodási repedés, hőhatású zóna cseppfolyósodási repedése)
A termikus repedésérzékenység elsősorban az anyag kémiai összetételétől, szerkezetétől és tulajdonságaitól függ. A nikkel könnyen alacsony olvadáspontú vegyületet vagy eutektikumot képezhet olyan szennyeződésekkel, mint S és P, és a bór és a szilícium elválasztása elősegíti a forró repedések kialakulását.
A hegesztéssel könnyen kialakítható egy erős irányított durva oszlopos kristályszerkezet, amely elősegíti a káros szennyeződések és elemek elkülönítését. Így folyamatos szemcseközi folyadékfilm képződik, és megnő a termikus repedés érzékenysége. Ha a hegesztést nem egyenletesen melegítjük fel, könnyen nagy húzófeszültség keletkezhet, ami elősegíti a hegesztési forró repedések kialakulását.
Megelőző intézkedések:
a. Szigorúan ellenőrizni kell a káros S és P szennyeződések tartalmát.
b. Állítsa be a hegesztett fém szerkezetét. A hegesztés jó repedésállósággal rendelkezik. A hegesztési varrat δ fázisa finomíthatja a szemcsét, megszüntetheti az egyfázisú ausztenit irányítottságát, csökkentheti a káros szennyeződések szegregációját a szemcsehatáron, a δ fázis pedig több S-t és P-t oldhat fel, csökkentheti a határfelületi energiát, és megszervezheti a szemcseközi folyadékfilm kialakulása.
c. Állítsa be a hegesztési fémötvözet összetételét. A termikus repedésérzékenység csökkenthető az egyfázisú ausztenites acél Mn-, C- és N-tartalmának megfelelő növelésével és kis mennyiségű nyomelemek hozzáadásával, például cérium, vas, tantál (amely finomíthatja a hegesztési varrat szerkezetét és megtisztítja a szemcsét) határ).
d. Folyamat intézkedések. Minimalizálja az olvadt medence túlmelegedését, hogy megakadályozza a vastag oszlopos kristályok képződését, és alkalmazzon kis vonali energiát és kis keresztmetszetű hegesztést. Például az 25-20 ausztenites acél hajlamos a cseppfolyósodási repedésekre. Az alapanyag szennyezőanyag-tartalmának és szemcseméretének szigorú korlátozásával nagy energiasűrűségű hegesztési módszer, kis vonali energia és a kötés hűtési sebességének javítása alkalmazható.
04 A hegesztett kötések ridegsége
A hőszilárdságú acélnak biztosítania kell a hegesztett kötések plaszticitását, hogy megakadályozza a magas hőmérsékletű ridegséget; Az alacsony hőmérsékletű acél jó alacsony hőmérsékleti szívósságot igényel, hogy megakadályozza a hegesztett kötések alacsony hőmérsékletű rideg törését.
05 Nagy hegesztési deformáció
Az alacsony hővezető képesség és a nagy tágulási együttható miatt a hegesztési deformáció nagy, és a rögzítőelem felhasználható a deformáció megelőzésére. Hegesztési módszerek és hegesztési anyagok kiválasztása ausztenites rozsdamentes acélhoz:
Az ausztenites rozsdamentes acél hegeszthető volfrám argon ívhegesztéssel (TIG), olvadt argon ívhegesztéssel (MIG), plazma argon ívhegesztéssel (PAW) és merülőíves hegesztéssel (SAW).
Alacsony olvadáspontja, kis hővezető képessége és nagy ellenállása miatt az ausztenites rozsdamentes acél hegesztési árama kicsi. Keskeny hegesztést és keskeny hegesztési átvezetést kell használni a magas hőmérsékleten való tartózkodási idő csökkentése, a keményfém kicsapódás megakadályozása, a hegesztési összehúzódási feszültség és a hőrepedés érzékenységének csökkentése érdekében.
A hegesztőanyag összetétele, különösen a Cr, Ni ötvözet elemei magasabbak az alapanyagnál. Kis mennyiségű (4-12 százalék) ferritet tartalmazó hegesztőanyagokat használnak a varrat jó repedésállóságának (hidegrepedés, melegrepedés, feszültségkorróziós repedés) biztosítására.
Ha a ferritfázis nem megengedett vagy lehetetlen a varratban, a hegesztőanyagot Mo-val, Mn-nel és egyéb ötvözőelemekkel kell megválasztani.
A hegesztőanyagban lévő C, S, P, Si, Nb a lehető legalacsonyabb legyen, a tiszta ausztenit varratban az Nb szilárdulási repedéseket okoz, de hatékonyan elkerülhető a kis mennyiségű ferrit a hegesztésben.
Azok a hegesztőszerkezetek, amelyeket hegesztés után stabilizálni vagy feszültségmentesíteni kell, általában Nb-tartalmú hegesztett anyagok. A merülőíves hegesztést közepes lemezek hegesztésére használják. A Cr és a Ni égési vesztesége kiegészíthető az ötvözőelemek folyasztószerben és huzalban történő átmenetével.
A nagy behatolási mélység miatt figyelmet kell fordítani arra, hogy a hegesztési varrat közepén ne keletkezzenek forró repedések, és csökkenjen a hőhatászóna korrózióállósága. Ügyelni kell arra, hogy vékonyabb huzalt és kisebb hegesztővezeték-energiát válasszunk, és a huzalnak alacsony Si, S és P értékűnek kell lennie.
A hőálló rozsdamentes acél varrat ferrittartalma nem haladhatja meg az 5 százalékot. A 20 százaléknál nagyobb Cr- és Ni-tartalmú ausztenites rozsdamentes acélhoz magas Mn (6-8 százalék) huzalt kell választani, és lúgos vagy semleges fluxust kell választani, hogy megakadályozzák Si hozzáadását a varrathoz, hogy javítsa annak repedését. ellenállás.
Az ausztenites rozsdamentes acél speciális fluxusa nagyon kis mértékben növeli a Si-t, ami át tudja alakítani az ötvözetet a hegesztési varratba, és kompenzálja az ötvözőelemek égési veszteségét, hogy megfeleljen a hegesztési teljesítmény és a kémiai összetétel követelményeinek.
