異種鋼的焊接組合在現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用最廣泛,國(guó)內(nèi)外對(duì)異種鋼的焊接研究比較深入,對(duì)異種鋼焊接構(gòu)件的組合分類也較系統(tǒng)。工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多的是不同金相組織的異種鋼焊接,這類結(jié)構(gòu)件主要分以下兩種情況。
①母材金相組織相同而合金化程度不同的異種鋼焊接結(jié)構(gòu)件,例如低碳鋼與鉻鋁耐熱鋼、1Cr18Ni9Ti與高鎳奧氏體鋼之間的焊接結(jié)構(gòu)件。
②母材金相組織不同的異種鋼焊接結(jié)構(gòu)件,最常見的有珠光體鋼與鉻鎳奧氏體鋼、珠光體鋼與高鉻鐵素體鋼的焊接結(jié)構(gòu)件等。
在石油化工、交通運(yùn)輸、動(dòng)力裝置、機(jī)械制造業(yè)、
不銹鋼工程中,經(jīng)常遇到把不同強(qiáng)度級(jí)別和性能的鋼材焊接在一起要求。異種鋼常見組合為不同珠光體鋼的焊接,以及珠光體鋼與鐵素體鋼、珠光體鋼與輿氏體鋼的焊接。
高鉻鐵素體鋼中含有碳化物形成元素鉻,且含量較高,所以焊接時(shí)熔合區(qū)內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)明顯的擴(kuò)散層,選擇焊接材料時(shí)可首先考慮焊縫中是否會(huì)出現(xiàn)裂紋。
焊接純鐵素體鋼(Crl7,Cr25ti,Cr28等)時(shí),固溶體分解形成新相(馬氏體、碳化物),使接頭的抗晶間腐蝕性能下降,鐵素體晶粒過分增大,近縫區(qū)的沖擊韌性下降。因此,焊接高鉻鐵素體鋼時(shí),不要選擇焊縫金屬成分和金相組織為純鐵素體的焊條,因?yàn)檫@類焊縫容易產(chǎn)生晶間腐蝕,且沖擊韌性很差。應(yīng)選用鉻鎳鐵素體——奧氏體鋼焊條,用這種焊條施焊的焊縫晶粒不易長(zhǎng)大,經(jīng)焊后回火,焊縫金屬仍具有良好的耐蝕性、塑形和沖擊韌性。
低碳鐵素體不銹鋼(0Crl3)焊前可以不預(yù)熱,但應(yīng)采用盡可能小的焊接線能量,層問溫度在100℃以下,以免晶粒過分長(zhǎng)大和近縫區(qū)金屬的沖擊韌性下降。
碳和其他碳化物含量較高的高鉻鋼(1Crl3,2Cr13等)、組織中具有相當(dāng)數(shù)量的馬氏體、近縫區(qū)的馬氏體脆化引起裂紋等是焊接時(shí)必須注意的問題。為了避免在接頭中形成冷裂紋,通常要進(jìn)行300-400℃預(yù)熱,焊后立即高溫回火,回火溫度比基體金屬焊前回火溫度低20-40℃。無(wú)法進(jìn)行焊前預(yù)熱和焊后熱處理時(shí),可以選用鉻鎳奧氏體焊接材料,但不能保證焊縫與基體金屬等強(qiáng)度,并且不能用于換熱器。