Acer inoxidable austenític en les característiques de soldadura: el procés de soldadura d'estrès elàstic, plàstic i tensió variables són molt grans, però rarament apareixen esquerdes fredes. No hi ha zona d'enduriment i gra gruixut a la junta soldada, de manera que la resistència a la tracció de la soldadura és alta.
Principals problemes de la soldadura d'acer inoxidable austenític: gran deformació de la soldadura; A causa de les seves característiques de límit de gra i de sensibilitat a algunes impureses traces (S, P), és fàcil produir esquerdes calentes.
Cinc problemes de soldadura i mesures de tractament de l'acer inoxidable austenític
01 La formació de carbur de crom redueix la resistència a la corrosió intergranular de les juntes soldades
Corrosió intergranular: segons la teoria pobre en crom, el carbur de crom precipita als límits del gra quan la soldadura i la zona afectada per la calor s'escalfen a la zona de temperatura de sensibilització de 450-850 graus C, donant lloc a límits de gra pobres en crom que no són suficients per resistir el grau de corrosió.
(1) Per a la corrosió i corrosió intergranular de soldadura a la zona de temperatura sensibilitzada de la malla, es poden adoptar les mesures següents per limitar:
a. Reduïu el contingut de carboni del metall base i soldeu i afegiu elements estabilitzadors Ti, Nb i altres elements al metall base per formar preferentment MC per evitar la formació de Cr23C6.
b. La soldadura es forma en una estructura bifàsica d'austenita i una petita quantitat de ferrita. Quan hi ha una certa quantitat de ferrita a la soldadura, la mida del gra es pot refinar, es pot augmentar l'àrea del gra i es pot reduir la quantitat de precipitació de carbur de crom a l'àrea de la unitat de límit del gra.
El crom té una alta solubilitat en ferrita, el Cr23C6 es forma preferentment en ferrita i no condueix a una deficiència de crom en el límit del gra d'austenita. La ferrita, que camina entre les austenites, evita que la corrosió s'estengui cap a l'interior al llarg dels límits del gra.
c. Controlar el temps de residència en el rang de temperatura sensibilitzat. Ajusteu el cicle tèrmic de soldadura, reduïu el temps de residència de 600 ~ 1000 graus tant com sigui possible i trieu un mètode de soldadura amb alta densitat d'energia (com ara la soldadura per arc d'argó de plasma).
Seleccioneu energia de línia de soldadura més petita, gas argó a la part posterior de la soldadura o coixinet de coure per augmentar la velocitat de refrigeració de la junta soldada, reduir el nombre d'arcs i arcs per evitar escalfaments repetits i la superfície de contacte de la soldadura multicapa amb el medi corrosiu es solda en la mesura del possible.
d. Després de la soldadura, tractament amb solució sòlida o recuit d'estabilització (850 ~ 900 graus) després de la conservació de la calor i el refredament per aire, de manera que el carbur es precipita completament i el crom s'accelera la difusió).
(2) Corrosió amb ganivet de les juntes soldades, per aquest motiu, es poden prendre les mesures preventives següents:
A causa de la forta capacitat de difusió del carboni, es polaritzarà al límit del gra per formar un estat sobresaturat durant el procés de refredament, mentre que Ti i Nb romanen al cristall a causa de la baixa capacitat de difusió. Quan la junta soldada es torna a escalfar en el rang de temperatura de sensibilització, el carboni susaturat precipitarà en forma de Cr23C6 entre els cristalls.
a. Reduir el contingut de carboni. Per a l'acer inoxidable que contingui elements estabilitzadors, el contingut de carboni no ha de superar el 0,06 per cent .
b. Adoptar un procés de soldadura raonable. Seleccioneu una energia de línia de soldadura més petita per reduir el temps de residència de la zona sobreescalfada a alta temperatura i presteu atenció a evitar l'efecte de "sensibilització a la temperatura mitjana" durant el procés de soldadura.
Quan es solda per ambdues cares, finalment s'ha de soldar la soldadura en contacte amb el medi corrosiu (aquesta és la raó per la qual es realitza la soldadura dins i fora de la soldadura de paret gruixuda de gran diàmetre), si no es pot implementar, la soldadura L'especificació i la forma de la soldadura s'han d'ajustar, i la zona sobreescalfada en contacte amb el medi corrosiu s'ha de tornar a sensibilitzar en la mesura del possible.
c. Tractament tèrmic després de la soldadura. Solució sòlida o estabilització després de la soldadura.
02 Fissures per corrosió per tensió
Es poden prendre les mesures següents per evitar les esquerdes per corrosió per tensió:
a. Selecció correcta dels materials i ajust raonable de la composició de la soldadura. L'acer inoxidable austenític de crom-níquel d'alta puresa, l'acer inoxidable austenític de crom-níquel d'alt silici, l'acer inoxidable ferrític-austenític, l'acer inoxidable ferrític d'alt crom, etc., tenen una bona resistència a la corrosió per estrès i una bona resistència a la corrosió per tensió quan el metall de soldadura és una estructura d'acer dúplex austenita-ferrita.
b. Eliminar o reduir l'estrès residual. La tensió superficial residual es redueix mitjançant mètodes mecànics com el polit, el granallat i el martell.
c. Disseny estructural raonable. Per evitar una gran concentració d'estrès.
03 Soldadura d'esquerda en calent (esquerda de cristal·lització de soldadura, esquerda de liqüefacció de la zona afectada per la calor)
La sensibilitat a l'esquerda tèrmica depèn principalment de la composició química, l'estructura i les propietats del material. Ni és fàcil de formar un compost de baix punt de fusió o eutèctic amb impureses com S i P, i la segregació de bor i silici promourà la producció d'esquerdes calentes.
La soldadura és fàcil de formar una estructura de cristall columnar gruixuda direccional forta, que afavoreix la segregació d'impureses i elements nocius. Així, es forma una pel·lícula líquida intergranular contínua i augmenta la sensibilitat de l'esquerda tèrmica. Si la soldadura no s'escalfa uniformement, és fàcil formar una gran tensió de tracció i promoure la generació d'esquerdes calentes de soldadura.
Mesures préventives:
a. Controlar estrictament el contingut d'impureses nocives S i P.
b. Ajusteu l'estructura del metall de soldadura. La soldadura té una bona resistència a les esquerdes. La fase δ a la soldadura pot refinar el gra, eliminar la directivitat de l'austenita monofàsica, reduir la segregació d'impureses nocives al límit del gra, i la fase δ pot dissoldre més S i P, reduir l'energia de la interfície i organitzar la formació de pel·lícula líquida intergranular.
c. Ajusteu la composició de l'aliatge metàl·lic de la soldadura. La sensibilitat a l'esquerda tèrmica es pot reduir augmentant adequadament el contingut de Mn, C i N a l'acer austenític monofàsic i afegint una petita quantitat d'elements traça com el ceri, ferro, tàntal (que pot refinar l'estructura de soldadura i purificar el gra). límit).
d. Mesures del procés. Minimitzar el sobreescalfament de la piscina fosa per evitar la formació de cristalls columnars gruixuts i adoptar energia de línia petita i soldadura de secció transversal petita. Per exemple, 25-20 l'acer austenític és propens a les esquerdes de liqüefacció. Limitant estrictament el contingut d'impureses i la mida del gra del material base, es pot adoptar un mètode de soldadura d'alta densitat d'energia, una petita energia de línia i millorar la velocitat de refrigeració de la junta.
04 Fragilització d'unions soldades
L'acer de resistència tèrmica ha de garantir la plasticitat de les juntes soldades per evitar la fragilitat a alta temperatura; L'acer a baixa temperatura requereix una bona tenacitat a baixa temperatura per evitar la fractura fràgil a baixa temperatura de les juntes soldades.
05 Gran deformació de soldadura
A causa de la baixa conductivitat tèrmica i el gran coeficient d'expansió, la deformació de la soldadura és gran i l'aparell es pot utilitzar per evitar la deformació. Selecció de mètodes de soldadura i materials de soldadura per a acer inoxidable austenític:
L'acer inoxidable austenític es pot soldar mitjançant soldadura d'arc d'argó de tungstè (TIG), soldadura d'arc d'argó fos (MIG), soldadura d'arc d'argó per plasma (PAW) i soldadura d'arc submergit (SAW).
A causa del seu baix punt de fusió, petita conductivitat tèrmica i gran resistivitat, el corrent de soldadura de l'acer inoxidable austenític és petit. La soldadura estreta i el pas de soldadura estrets s'han d'utilitzar per reduir el temps de residència a alta temperatura, prevenir la precipitació del carbur, reduir l'estrès de contracció de la soldadura i reduir la sensibilitat a les esquerdes tèrmiques.
La composició del material de soldadura, especialment els elements d'aliatge Cr, Ni són més alts que el material base. Els materials de soldadura que contenen una petita quantitat (4 ~ 12 per cent) de ferrita s'utilitzen per assegurar una bona resistència a l'esquerda (esquerdament en fred, esquerdament en calent, fissuració per corrosió per tensió) de la soldadura.
Quan la fase de ferrita no es permet o és impossible que existeixi a la soldadura, el material de soldadura s'ha de seleccionar amb Mo, Mn i altres elements d'aliatge.
C, S, P, Si, Nb en el material de soldadura ha de ser el més baix possible, Nb en la soldadura d'austenita pura provocarà esquerdes de solidificació, però es pot evitar de manera efectiva una petita quantitat de ferrita a la soldadura.
Les estructures de soldadura que s'han d'estabilitzar o alleujar-se després de la soldadura solen ser materials soldats que contenen Nb. La soldadura per arc submergit s'utilitza per soldar plaques mitjanes. La pèrdua de combustió de Cr i Ni es pot complementar amb la transició d'elements d'aliatge en flux i fil.
A causa de la gran profunditat de penetració, s'ha de prestar atenció a evitar l'aparició d'esquerdes calentes al centre de la soldadura i reduir la resistència a la corrosió de la zona afectada per la calor. S'ha de prestar atenció a triar un cable més prim i una energia de línia de soldadura més petita, i el cable ha de ser baix Si, S i P.
El contingut de ferrita a la soldadura d'acer inoxidable resistent a la calor no ha de ser superior al 5%. Per a l'acer inoxidable austenític amb un contingut de Cr i Ni superior al 20 per cent, s'hauria de seleccionar un cable alt de Mn (6-8 per cent) i s'hauria de seleccionar un flux alcalí o neutre per evitar que s'afegeixi Si a la soldadura per millorar-ne el trencament. resistència.
El flux especial per a l'acer inoxidable austenític augmenta molt poc el Si, que pot fer la transició de l'aliatge a la soldadura i compensar la pèrdua de combustió dels elements d'aliatge per complir els requisits del rendiment de la soldadura i la composició química.
