Sveiseegenskapene til austenittisk rustfritt stål: mengden av elastisk og plastisk belastning og belastning under sveising er stor, men kalde sprekker forekommer sjelden. Det er ingen herdingssone og kornforgrovning i sveiseskjøten, så strekkfastheten til sveiseskjøten er høy.
Hovedproblemene ved sveising av austenittisk rustfritt stål: sveisedeformasjonen er stor; på grunn av dens korngrenseegenskaper og følsomhet for visse sporforurensninger (S, P), er det lett å produsere varme sprekker.
Fem store sveiseproblemer med austenittisk rustfritt stål og deres løsninger
No1. Dannelsen av kromkarbid reduserer motstanden til sveisede skjøter mot intergranulær korrosjon.
Intergranulær korrosjon: I henhold til teorien om dårlig krom, når sveisen og den varmepåvirkede sonen varmes opp til 450-850 grads sensibiliseringstemperatursonen, vil kromkarbid utfelles på korngrensen, noe som resulterer i korngrensen for dårlig krom, som ikke er nok til å motstå korrosjon.
(1) For intergranulær korrosjon av sveisen og korrosjon av den sensibiliserte temperatursonen på målmaterialet, kan følgende tiltak brukes for å begrense:
en. Reduser karboninnholdet i basismetallet og sveisen, og tilsett stabiliserende elementer Ti, Nb og andre elementer til basismetallet for fortrinnsvis å danne MC for å unngå dannelse av Cr23C6.
b. Få sveisen til å danne en tofasestruktur av austenitt og en liten mengde ferritt. Når det er en viss mengde ferritt i sveisen, kan kornene foredles, arealet av kornene kan økes, og mengden kromkarbidutfelling per arealenhet av korngrensen kan reduseres.
Krom har en stor løselighet i ferritt, og Cr23C6 dannes fortrinnsvis i ferritt, uten å forårsake at austenittkorngrensen tømmes i krom; ferritten spredt mellom austenitt kan forhindre korrosjon langs korngrensen til den indre diffusjonen.
c. Kontroller oppholdstiden i sensibiliseringstemperaturområdet. Juster den termiske sveisesyklusen for å forkorte oppholdstiden ved 600-1000 grad så mye som mulig, og velg en sveisemetode med høy energitetthet (som plasmaargonbuesveising),
Velg en mindre sveiseledningsenergi, pass argongass på baksiden av sveisen eller bruk en kobberpute for å øke kjølehastigheten til sveiseskjøten, redusere antall lysbuestarter og bueslutt for å unngå gjentatt oppvarming, og kontaktflaten med det korrosive mediet under flerlagssveising er så langt som mulig. Sveising etc.
d. Etter sveising, utfør løsningsbehandling eller stabiliseringsgløding (850-900 grad ) og luftkjøling etter varmekonservering, slik at karbidene kan utfelles fullstendig og kromdiffusjonen kan akselereres.
(2) Knivlignende korrosjon av sveisede skjøter, av denne grunn kan følgende forebyggende tiltak tas:
På grunn av den sterke diffusiviteten til karbon vil det segregere ved korngrensen for å danne en overmettet tilstand under kjøleprosessen, mens Ti og Nb forblir i krystallen på grunn av deres lave diffusivitet. Når sveiseskjøten varmes opp igjen i sensibiliseringstemperaturområdet, vil det overmettede karbonet utfelles i form av Cr23C6 i det intergranulære.
en. Reduser karboninnholdet. For rustfritt stål som inneholder stabiliserende elementer, bør karboninnholdet ikke overstige 0,06 %.
b. Bruk en fornuftig sveiseprosess. Velg en mindre sveiseledningsenergi for å redusere oppholdstiden til det overopphetede området ved høy temperatur, og vær oppmerksom på å unngå effekten av "middeltemperatursensibilisering" under sveiseprosessen.
Ved dobbeltsidig sveising skal sveisesømmen i kontakt med det korrosive mediet sveises sist (dette er grunnen til at den indre sveisingen av det tykkveggede sveisede røret med stor diameter utføres etter den ytre sveisingen). Det overopphetede området i kontakt med det korrosive mediet oppvarmes igjen ved sensibilisering.
c. Varmebehandling etter sveising. Løsnings- eller stabiliseringsbehandling utføres etter sveising.
No 2, Spenningskorrosjonssprekker
Følgende tiltak kan iverksettes for å forhindre forekomst av spenningskorrosjonssprekker:
en. Riktig valg av materialer og rimelig justering av sveisesammensetning. Høyrent krom-nikkel austenittisk rustfritt stål, høy-silisium krom-nikkel austenittisk rustfritt stål, ferritisk-austenittisk rustfritt stål, høy-krom ferritisk rustfritt stål, etc. har god motstand mot spenningskorrosjon, og sveisemetallet er austenittisk rustfritt stål. Spennings-korrosjonsbestandighet er god når strukturen til tofasestålet er ferritisk og ferritisk.
b. Eliminer eller reduser gjenværende stress. Ettersveising av spenningsavlastende varmebehandling utføres, og mekaniske metoder som polering, kulepening og hamring benyttes for å redusere overflaterestspenning.
c. Rimelig strukturell design. for å unngå store stresskonsentrasjoner.
No3. Varme sveisesprekker (sveisekrystalliseringssprekker, varmepåvirkede flytende sprekker i sonen)
Den termiske sprekkfølsomheten avhenger hovedsakelig av materialets kjemiske sammensetning, struktur og egenskaper. Ni er lett å danne lavsmeltende forbindelser eller eutektisk med urenheter som S og P, og segregeringen av bor og silisium vil forårsake termisk sprekkdannelse.
Sveisen er lett å danne en grov søyleformet kornstruktur med sterk retningsevne, noe som bidrar til segregering av skadelige urenheter og elementer. Derved fremmer dannelsen av en kontinuerlig interkrystallinsk væskefilm og forbedrer følsomheten til termisk sprekkdannelse. Hvis sveisingen varmes opp ujevnt, er det lett å danne en stor strekkspenning og fremme dannelsen av varme sveisesprekker.
Forebyggende tiltak:
en. Kontroller innholdet av skadelige urenheter S og P strengt.
b. Juster teksturen til sveisemetallet. Den tofasede struktursveisingen har god sprekkmotstand. Deltafasen i sveisen kan foredle kornene, eliminere retningsevnen til enfaseaustenitt, redusere segregeringen av skadelige urenheter ved korngrensen, og deltafasen kan løse opp mer av S,
P, og kan redusere grensesnittenergien og organisere dannelsen av interkrystallinsk væskefilm.
c. Juster sammensetningen av sveisemetalllegeringen. Øk innholdet av Mn, C og N på en passende måte i enfaset austenittisk stål, og tilsett en liten mengde sporelementer som cerium, hakke og tantal (som kan foredle sveisestrukturen og rense korngrenser) for å redusere varm sprekk følsomhet.
d. prosesstiltak. Minimer overoppheting av det smeltede bassenget for å forhindre dannelse av grove søylekrystaller, og bruk liten linjeenergi og sveiseperler med små tverrsnitt.
Austenittisk stål av typen 25-20 er for eksempel utsatt for flytende sprekker. Ved strengt å begrense urenhetsinnholdet og kornstørrelsen til basismetallet, ved å ta i bruk sveisemetoder med høy energitetthet, liten linjeenergi og øke kjølehastigheten til skjøtene og andre tiltak.
No4. Sprøhet av sveisede skjøter
Det varmefaste stålet skal sikre plastisiteten til den sveisede skjøten og forhindre sprøhet ved høy temperatur; lavtemperaturstålet må ha god lavtemperaturseighet for å forhindre lavtemperatursprøhet av sveiseskjøten.
No5. Sveisedeformasjonen er stor
På grunn av den lave varmeledningsevnen og store ekspansjonskoeffisienten er sveisedeformasjonen stor, og en armatur kan brukes for å forhindre deformasjon. Sveisemetoder og valg av sveisematerialer for austenittisk rustfritt stål:
Austenittisk rustfritt stål kan sveises ved argon wolfram buesveising (TIG), smelteelektrode argon buesveising (MIG), plasma argon buesveising (PAW) og nedsenket buesveising (SAW).
Austenittisk rustfritt stål har lav sveisestrøm på grunn av lavt smeltepunkt, lav varmeledningsevne og høy resistivitet. Smale sveiser og perler bør brukes for å redusere høytemperaturoppholdstid, forhindre karbidutfelling, redusere sveisekrympingsspenning og redusere termisk sprekkfølsomhet.
Sammensetningen av sveisetilsatsmaterialer, spesielt legeringselementene Cr og Ni, er høyere enn basismetallet. Sveisetilsatser som inneholder en liten mengde (4-12%) ferritt brukes for å sikre god motstand mot sprekker (kald sprekkdannelse, varm sprekkdannelse, spenningskorrosjon) av sveisen.
Når ferrittfasen ikke er tillatt eller umulig i sveisen, bør sveisetilsatsen som inneholder Mo, Mn og andre legeringselementer velges.
C, S, P, Si og Nb i sveisetilsetningene bør være så lave som mulig. Nb vil gi størkningssprekker i rene austenittsveiser, men en liten mengde ferritt i sveisene kan effektivt unngås.
For sveisede konstruksjoner som må stabiliseres eller avlastes etter sveising, velges vanligvis Nb-holdige sveisematerialer. Neddykket buesveising brukes til sveising av medium plater, og brenntapet av Cr og Ni kan suppleres med overgangen av legeringselementer i fluss og sveisetråd;
På grunn av den store penetrasjonsdybden, bør det utvises forsiktighet for å forhindre generering av varme sprekker i det sentrale området av sveisen og reduksjon av korrosjonsmotstanden i den varmepåvirkede sonen. Vær oppmerksom på valg av tynnere sveisetråd og mindre sveiseledningsenergi, og sveisetråden bør være lav i Si, S og P.
Ferrittinnholdet i den varmebestandige sveisen av rustfritt stål bør ikke overstige 5 %. For austenittisk rustfritt stål med Cr- og Ni-innhold større enn 20 %, bør sveisetråd med høy Mn (6-8%) brukes, og alkalisk eller nøytral flussmiddel bør brukes som flussmiddel for å forhindre tilsetning av Si til sveisen og forbedre motstanden mot sprekker.
Den spesielle fluksen for austenittisk rustfritt stål har svært lite Si-tilsetning, som kan overføre legering til sveisen for å kompensere for brenntapet av legeringselementer for å møte kravene til sveiseytelse og kjemisk sammensetning.
