马氏体不锈钢的焊接工艺
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马氏体钢的焊接技巧马氏体钢(MS—MartensiticSteel)的显微组织几乎全部为马氏体组织。
其具有较高的抗拉强度,其最高强度可达1600MPa,需进行回火处理以改善其塑性,使其在如此高的强度下,仍具有足够的成形性能,是目前商业化高强度钢板中强度级别最高的钢种。
马氏体钢有两类:一类是简单的Cr13系列钢,例如1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等;另一类是为了提高热强性,以Cr12为基础,加入W、Mo、V、Ti、Nb等元素的多元合金强化的马氏体钢,例如1Cr11MoV、1Cr12WMoV钢等。
马氏体钢具有较强的淬火倾向,一般由高温奥氏体空冷即可淬火,形成马氏体组织。
但含碳量低的1Cr13经淬火处理后具有马氏体加铁素体组织,属于半马氏体钢。
在上述两类马氏体钢中,前者主要用于一般耐蚀条件(如大气、海水及硝酸等)和要求一定强度的构件,后者主要用于作热强钢。
一、马氏体钢的焊接性马氏体钢淬硬倾向很大。
在空冷的条件下能产生高硬度的马氏体组织,在所有的不锈钢和高合金耐热钢中其焊接性最差,焊接时容易产生以下问题:1、焊接冷裂纹这是马氏体钢很突出的问题。
这一方面与其淬硬性大有关,另一方面也与马氏体导热性差,能引起较大的焊接内应力有关,特别是含碳量比较高的钢和刚性比较大的焊接结构很容易产生焊接冷裂纹,因此,一般都需要采取预热和焊后热处理等措施。
2、焊接接头脆化(1)近缝区过热脆化多数马氏体钢由于其成分特点,其组织往往处于马氏体-铁素体的交界处。
当冷却速度较大时,近缝区能产生粗大的马氏体组织,使接头塑性下降;当冷却速度较小时,则产生粗大的块状铁素体和碳化物组织,使接头的塑形更显著下降,因此焊接时应注意控制冷却速度。
(2)回火脆化马氏体钢及其焊接接头在375~575℃的范围内加热并逐渐冷却时,能产生比较明显的断裂韧性降低现象。
这是由回火脆化引起的,因此热处理时应避开回火脆化温度区。
二、马氏体钢的焊接工艺要点1、焊接方法马氏体钢可采用除气焊以外的所有熔焊方法进行焊接,例如焊条电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊等。
4.3 铁素体及马氏体不锈钢的焊接4.3.1铁素体不锈钢的焊接性分析铁素体型不锈钢一般都是在室温下具有纯铁素体组织,塑性、韧性良好。
由于铁素体的线膨胀系数较奥氏体的小,其焊接热裂纹和冷裂纹的问题并不突出。
通常说,铁素体型不锈钢不如奥氏体不锈钢的好焊,主要是指焊接过程中可能导致焊接接头的塑性、韧性降低即发生脆化的问题。
此外,铁素体不锈钢的耐蚀性及高温下长期服役可能出现的脆化也是焊接过程中不可忽视的问题。
高纯铁素体钢比普通铁素体钢的焊接性要好得多。
(1)焊接接头的晶间腐蚀碳的质量分数为0.05%~0.1%的普通铁素体铬钢发生腐蚀的条件和奥氏体铬-镍钢稍有不同。
从900 ︒C以上快速冷却,铁素体铬不锈钢对腐蚀很敏感,但经过650~800︒C的回火后,又可恢复其耐蚀性。
所以,焊接接头产生晶间腐蚀的位置是紧挨焊缝的高温区。
晶间腐蚀是在晶粒边界附近发生的有选择性腐蚀现象;原因:贫铬理论A不锈钢加热到450-850℃(敏化温度)区间发生高铬F不锈钢从高温急冷发生,经 650-850℃加热缓冷可消除(2)焊接接头的脆化铁素体不锈钢的晶粒在900℃以上极易粗化;加热至475℃附近或自高温缓冷至475℃附近;在550~820℃温度区间停留(形成σ)相均使接头的塑性、韧性降低而脆化。
①高温脆性铁素体不锈钢焊接接头加热至950~1000℃以上后急冷至室温,焊接热影响区的塑性和韧性显著降低,称为“高温脆性”。
其脆化程度与合金元素碳和氮的含量有关。
碳、氮含量越高,焊接热影响区脆化程度就越严重。
焊接接头冷却速度越快,其韧性下降值越多;如果空冷或缓冷,则对塑性影响不大。
②σ相脆化普通纯度铁素体不锈钢中wCr>21%时,若在520~820℃之间长时间加热,即可析出σ相。
σ相的形成与焊缝金属中的化学成分、组织、加热温度、保温时间以及预先冷变形等因素有关。
钢中促进铁素体形成的元素如铝、硅、钼、钛和铌均能强烈地增大产生σ相的倾向;锰能使高铬钢形成σ相所需铬的含量降低;而碳和氮能稳定奥氏体相并能与铬形成化合物,会使形成σ相所需铬含量增加。
12Cr13马氏体不锈钢的焊接工艺研究戚祥健(常州宝菱重工机械有限公司,江苏 常州 213019)摘 要:结合12Cr13马氏体不锈钢的焊接问题,本文对该种不锈钢的焊接工艺改善问题展开了研究。
从工艺试验结果来看,通过加强预热温度、电弧电压等参数的控制,得到的焊件力学性能较好,焊缝无任何缺陷,拥有较好内部质量,强度、塑性、韧性等均能满足产品使用要求。
关键词:12Cr13不锈钢;焊接工艺;马氏体中图分类号:TG457.11 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2018)05-0156-2在生产实践中,12Cr13马氏体不锈钢的焊接性较差,需要采取科学的焊接工艺才能得到高质量产品。
因此,还应加强对12Cr13马氏体不锈钢的焊接工艺研究,以便更好的进行产品焊接。
1 12Cr13马氏体不锈钢的焊接问题12Cr13马氏体不锈钢在焊接的过程中将体现一定特性,关系到不锈钢的焊接质量。
从焊缝和热影响区常温组织表现形式来看,12Cr13不锈钢为马氏体组织,带有硬脆的特点,导热性较差,拥有较大的焊接残余应力。
在焊接接头刚度大或焊接过程氢含量高的情况下,容易导致氢致裂纹的产生。
而焊接后直接从高温冷却到100℃以下,也容易导致裂纹的产生。
分析焊接过程发生的相变可以发现,加热到奥氏体相区域的热影响区金属和熔池金属,在焊接后由奥氏体转变为马氏体。
而伴随着金属的凝固,会有铁素体产生,即马氏体的焊缝组织。
经过热加工轧制后,沿着轧制方向,马氏体和铁素体区域可以得到均匀有序排列。
在不受厚度方向拉力影响的情况下,应力可以得到均匀分布。
然而,焊缝中存在的铁素体则呈现出凌乱分布的特点,表面受到的应力导致应力集中于某个区域,继而引发了低应变断裂的产生[1]。
此外,受12Cr13马氏体不锈钢焊接性能差的影响,在不锈钢焊接冷却期间会出现面心立奥氏体向体心立方马氏体转变的情况,伴随着熔碳能力快速恶化和体积不断改变,导致不锈钢塑性降低而硬度增加,出现淬硬问题。
马氏体不锈钢的焊接工艺属于马氏体不锈钢的钢号有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、3Cr13Mo、 1Cr17Ni2、 2Cr13Ni2、 9Cr18、 9Cr18MoV 等。
⑴焊接性有强烈的冷裂倾向,焊缝及热影响区焊后均为硬而脆的马氏体组织,钢中含碳量越高,冷裂倾向越大。
焊接时在温度超过1150℃ 的热影响区内,晶粒显著长大。
过快或过慢的冷却都可能引起接头脆化。
例如,1Cr13钢焊后冷却速度小于10℃/s时,在热影响区将得到粗大的铁素体加碳化物组织,使塑性显著降低;当冷却速度大于40℃/s时,则会产生粗大的马氏体组织,同样也使塑性下降。
马氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向很小。
⑵焊接工艺1)焊前预热焊前预热是防止产生冷裂纹的主要工艺措施。
当C的质量分数为0.1%〜0.2%时,预热温度为200〜260℃,对高刚性焊件可预热至400〜450℃。
2)焊后冷却焊件焊后不应从焊接温度直接升温进行回火处理,因为焊接过程中奥氏体可能未完全转变,如焊后立即升温回火,会出现碳化物沿奥氏体晶界沉淀和奥氏体向珠光体转变,产生晶粒粗大的组织,严重降低韧性。
因此回火前应使焊件冷却,让焊缝和热影响区的奥氏体基本分解完了。
对于刚性小的焊件,可以冷至室温再回火;对于大厚度的焊件,需采用较复杂的工艺;焊后冷至100〜150℃,保温0.5〜1h,然后加热至回火温度。
3)焊后热处理目的是降低焊缝和热影响区的硬度,改善塑性和韧性,同时减少焊接残余应力。
焊后热处理分回火和完全退火两种。
回火温度为650〜750℃,保温小,空冷;若焊件焊后需机加工的,为了得到最低硬度,可采用完全退火,退火温度为830〜880℃,保温2h炉冷至595℃,然后空冷。
4)焊条的选用焊接马氏体不锈钢用焊条分为铭不锈钢焊条和铭银奥氏体不锈钢焊条两大类。
常用铭不锈钢焊条有E1-13-16 (G202)、E1-13T5(G207);常用铭银奥氏体不锈钢焊条有E0-19-10T6(A102)、E0-19-10-15 (A107)、E0-18-12Mo2-16 (A202)、E0T8T2Mo2T5(A207)等。
超级马氏体不锈钢的焊接工艺-回复超级马氏体不锈钢是一种具有优异耐腐蚀性和高强度的材料,因此在许多工业领域得到广泛应用。
然而,由于其特殊的组织结构和化学成分,超级马氏体不锈钢的焊接工艺相对复杂。
本文将详细介绍超级马氏体不锈钢的焊接工艺,并逐步解释每个步骤的具体操作。
第一步:选择适合的焊接方法超级马氏体不锈钢的焊接方法主要有手工电弧焊、氩弧焊和激光焊等。
要根据具体需求和材料厚度选择适合的焊接方法。
手工电弧焊适用于较简单的焊接任务,而氩弧焊和激光焊适用于需要更高精度和更小焊缝的情况。
第二步:准备焊接材料在开始焊接之前,需要准备好焊接材料。
超级马氏体不锈钢的焊接材料包括焊接电极、焊丝和填充金属。
这些材料的选择应根据材料的化学成分和焊接要求来确定。
第三步:清洁和处理焊接表面在焊接之前,必须清洁和处理焊接表面,以确保焊接质量。
首先,使用溶剂和刷子彻底清洁焊接表面,以去除油脂、灰尘和其他污染物。
然后,使用砂轮或其他磨削工具对焊缝进行处理,以确保表面平整。
第四步:设定合适的焊接参数在进行焊接之前,必须根据焊接材料的要求和焊接方法来设定合适的焊接参数,如焊接电流、电压、焊接速度和预热温度等。
这些参数的选择应根据材料的厚度、形状和焊接要求来确定。
第五步:进行焊接操作在进行焊接之前,需要将焊接材料正确地装入焊接设备中,并进行预热处理。
预热温度应根据材料的厚度和化学成分来确定。
然后,根据设定的焊接参数进行焊接操作。
在焊接过程中,需要保持焊缝的持续流动,并定期检查焊接质量。
第六步:进行焊后处理焊接完成后,需要进行焊后处理,以提高焊缝的力学性能和耐腐蚀性。
焊后处理通常包括退火、固溶处理和淬火等步骤。
选择合适的焊后处理方法应根据材料的化学成分和焊接质量要求来确定。
总结:超级马氏体不锈钢的焊接工艺是一项复杂的工作,需要选取合适的焊接方法、准备焊接材料、清洁和处理焊接表面、设定焊接参数、进行焊接操作以及进行焊后处理。
通过正确应用这些焊接工艺步骤,可以确保超级马氏体不锈钢焊接的质量和稳定性,进而提高产品的性能和寿命。
超级马氏体不锈钢的焊接性能及焊接接头性能评估超级马氏体不锈钢是一种新型高强度、高载荷材料,具有优异的耐腐蚀性和抗疲劳性能。
然而,由于其特殊的化学成分和微观组织结构,超级马氏体不锈钢在焊接过程中面临一些挑战。
因此,对其焊接性能和焊接接头的评估显得十分重要。
本文将深入探讨超级马氏体不锈钢的焊接性能以及焊接接头的性能评估。
一、超级马氏体不锈钢的焊接性能1. 焊接工艺参数的优化焊接工艺参数的选择对超级马氏体不锈钢的焊接质量和性能具有重要影响。
在选择合适的工艺参数时,应考虑材料的热导率、冷却速度、热收缩等因素。
通过优化焊接工艺参数,可以降低热影响区的硬化程度,减少残余应力的产生,提高焊接接头的强度和韧性。
2. 焊接缺陷的控制超级马氏体不锈钢在焊接过程中容易出现一些缺陷,如热裂纹、氩气孔、夹渣等。
为了控制这些缺陷的生成,焊接操作应注意控制焊接速度、焊接电流和焊接电压等参数,并保证焊接接头的净化度和干燥度。
此外,适当的预热和后热处理也是控制焊接缺陷的有效手段。
3. 焊缝金属的性能焊缝金属的性能对超级马氏体不锈钢的焊接接头性能具有重要影响。
焊缝金属的组织结构和化学成分应与母材相匹配,以保证焊缝金属与母材之间的强度和耐腐蚀性能的一致性。
此外,选择合适的填充料和焊接材料也是提高焊缝金属性能的关键。
二、焊接接头性能评估1. 强度测试强度测试是评估焊接接头性能的一项重要指标。
可以通过拉伸试验、冲击试验和硬度测试等方法来评估焊接接头的强度。
这些测试可以提供关键的力学性能数据,用于衡量焊接接头在拉伸、冲击和压缩等加载情况下的稳定性和可靠性。
2. 耐腐蚀性能测试超级马氏体不锈钢广泛应用于腐蚀环境中,因此其焊接接头的耐腐蚀性能评估非常重要。
常用的耐腐蚀性能测试方法包括浸泡试验、电化学测试和盐雾试验等。
这些测试可以评估焊接接头在不同腐蚀介质中的耐腐蚀性能,并制定相应的措施来提高其耐腐蚀性能。
3. 微观组织分析微观组织分析是评估焊接接头性能的一种重要方法。
12cr13马氏体不锈钢的焊接工艺
12cr13马氏体不锈钢在焊接过程中,需要注意以下几点:
1. 焊接前应清洗干净焊接部位,以保证焊接质量;
2. 焊接电流、电压应根据焊接材料和厚度进行调整,一般采用直流电极负极焊接;
3. 焊接时应采用低氢电极或低氢焊丝,保证焊缝质量;
4. 焊接完毕后,应进行表面处理、打磨和清洗,以保证焊缝无裂缝和缺陷。
焊接工艺具体步骤如下:
1. 留有钳位:在两个母材的交接处用钳位夹紧,以保证母材之间的距离符合要求。
2. 打边磨角:将母材的边缘打磨成V形凹槽,使得焊丝可以填充进去。
3. 准备焊接材料:根据焊接厚度选择相应的焊接材料,保证焊接过程中的稳定性。
4. 进行焊接:在焊机设定好焊接电流、时间、速度等参数之后,开始进行焊接。
焊接时要注意电极和母材之间的距离和角度,保证焊缝质量。
5. 收尾处理:焊接结束后,对焊接部位进行去渣、打磨、清洗等处理,保证焊缝质量。
2cr13不锈钢焊接后热处理工艺
2Cr13不锈钢是一种马氏体不锈钢,焊接后需要进行热处理来
消除焊接应力和改善焊接接头的性能。
下面是2Cr13不锈钢焊接后常用的热处理工艺:
1. 焊后退火:焊接完成后,将焊接接头置于均热炉中,加热到800-900℃,保温1-2小时,然后从均热炉中取出,快速冷却
至室温。
该过程能够消除焊接应力,并使晶粒细化,提高焊缝的塑性和韧性。
2. 固溶处理:焊接接头进行完全退火后,再进行固溶处理。
将接头置于均热炉中,加热到1050-1100℃,保温1-2小时,然
后快速冷却至室温。
固溶处理能够使晶界碳化物溶解,提高材料的耐腐蚀性和机械性能。
3. 调质处理:对于一些需要较高强度和硬度的焊接接头,可以在固溶处理后进行调质处理。
将接头置于均热炉中,加热到750-800℃,保温2-4小时,然后快速冷却至室温。
调质处理
能够使马氏体再次转变为混合组织,提高材料的硬度和耐磨性。
需要注意的是,在进行热处理时,应根据具体材料和焊接接头的要求进行合理选择和控制热处理温度、时间和冷却方式,以确保焊接接头的性能得到最佳改善。
第七节 马氏体不锈钢的焊接一、马氏体不锈钢的焊接性马氏体不锈钢主要有:①普通Cr13钢,如1Cr13、2Cr13等;②热强马氏体不锈钢,如2CrWMoV、2Cr12MoV等;③超低碳复相马氏体不锈钢,如0.01C-13Cr-7Ni-3Si、0.03C-12.5Cr-4Ni-0.3Ti、0.03C-12.5Cr-5.3Ni-0.3Mo等。
除了超低碳复相马氏体不锈钢,常见马氏体不锈钢均有脆硬倾向,含碳量越高,脆硬倾向越大。
因此,焊接马氏体不锈钢时,常见的问题是热影响区的脆化和冷裂纹。
1.热影响区脆化马氏体不锈钢尤其是铁素体形成元素较高的马氏体不锈钢,具有较大的晶粒长大倾向。
冷却速度较小时,焊接热影响区易产生粗大的铁素体和碳化物;冷却速度较大时,热影响区会产生硬化现象,形成粗大的马氏体。
这些粗大的组织都使马氏体不锈钢焊接热影响区塑性和韧性降低而脆化。
此外,马氏体不锈钢还具有一定的回火脆性。
所以,焊接马氏体不锈钢时,冷却速度的控制是一个难题。
2.焊接冷裂纹马氏体不锈钢由于含铬量高,极大地提高其淬硬性,不论焊前的原始状态如何,焊接总会使其近缝区产生马氏体组织。
马氏体不锈钢热影响区随含碳量增多,导致马氏体转变温度(M S点)下降、硬度提高、韧性降低。
随着淬硬倾向的增大,接头对冷裂也更加敏感,尤其在有氢存在时,马氏体不锈钢还会产生更危险的氢致延迟裂纹。
对于焊接含奥氏体形成元素碳或镍较少,或含铁素体形成元素铬、钼、钨或钒较多的马氏体不锈钢,焊后除了获得马氏体组织外,还会产生一定量的铁素体组织。
这部分铁素体组织使马氏体回火后的冲击韧性降低。
在粗大铸造态焊缝组织及过热区中的铁素体,往往分布在粗大的马氏体晶间,严重时可呈网状分布,这会使焊接接头对冷裂纹更加敏感。
二、焊接方法与焊接材料1.焊接方法焊接马氏体不锈钢可以采用各种电弧焊方法进行焊接。
目前仍以焊条电弧焊为主,而采用二氧化碳气体保护焊或氩、二氧化碳混合气体保护焊,可以大大降低焊缝中含氢量,从而降低焊缝冷裂的敏感性。
不锈钢焊接工艺介绍什么是不锈钢?不锈钢是一类可以具有极高耐腐蚀能力的特种合金钢,主要由铁、铬、镍和少量的其他元素组成。
它的抗腐蚀性能非常突出,因此广泛应用于化工、造船、医疗、食品等领域。
不锈钢的分类不锈钢根据其组成成分和微量元素的不同分类,目前主要分三个类别:奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢也被称为铬镍不锈钢或者18-8不锈钢。
其主要成分是Cr18%20%、Ni8%10.5%以及一小部分Mn、Si、P、S等元素,奥氏体结构使它具有极强的韧性和耐腐蚀性。
铁素体不锈钢铁素体不锈钢也被称为铬不锈钢或者12%铬不锈钢。
其主要成分是Cr10%~14%以及一小部分Ni、Ti、Mn等元素。
虽然铁素体不锈钢的强度和硬度很高,但其耐蚀性比奥氏体不锈钢差。
马氏体不锈钢6%、马氏体不锈钢也被称为双相不锈钢。
其主要成分是Cr17%21%、Ni4%Mo2%3%、Cu0.5%1.5%等元素,马氏体不锈钢具有低温强度、韧性及良好的轻微腐蚀性能。
不锈钢焊接工艺介绍不锈钢焊接工艺包括氩弧焊、TIG焊、MIG焊、电弧焊等,同时不同成分的不锈钢选用不同的焊接工艺。
氩弧焊氩弧焊也被称为TIG焊,是一种高质量的手工气体保护焊接工艺。
其工艺特点是电流小、焊口小、焊缝整洁、氧化物少、杂质少。
氩弧焊适合焊接薄板、精密零部件和钼等高熔点的金属材料。
TIG焊TIG焊是一种高质量的手动气体保护焊接工艺,也是不锈钢焊接中最常见的工艺。
TIG焊的优点是气体保护可靠,电流小(一般在5~200A之间),所以不容易发生烟尘、飞溅和氧化现象。
MIG焊MIG焊也被称为气体保护焊接,是一种高效率、低成本、自动化程度高的不锈钢焊接工艺,可以焊接0.8mm以上的薄板件。
MIG焊的其它优点还包括可焊接不同成分的不锈钢,节约大量人工和时间,可焊接热敏性物品等。
电弧焊电弧焊也被称为手工电弧焊,是一种较常见的不锈钢焊接工艺。
其优点是设备简单、易操作,适合于焊接较厚的不锈钢件。
缺点是气体保护不够理想,容易产生氧化和渗碳等现象,从而影响焊接质量。
马氏体不锈钢薄板焊接工艺技术马氏体不锈钢薄板是一种具有优异耐腐蚀性能和机械性能的材料,广泛应用于汽车、建筑、石油化工等领域。
在制造过程中,焊接是不可避免的工艺之一。
下面将介绍马氏体不锈钢薄板焊接的工艺技术。
首先,选择合适的焊接方法。
常用的焊接方法包括手工电弧焊、气体保护焊(TIG、MIG)、电阻焊等。
对于马氏体不锈钢薄板焊接,TIG焊或者MIG焊是常用的方法。
TIG焊可以实现高质量的焊接,但速度较慢,适合对焊缝质量要求较高的情况。
MIG焊则可以快速进行焊接,适用于大批量生产。
其次,选择合适的焊接材料。
焊接材料应与母材具有相似的化学成分和组织结构,以保证焊缝的质量。
在马氏体不锈钢薄板的焊接中,常用的填充材料有相同或者相近的马氏体不锈钢材料。
然后,合理设置焊接参数。
焊接参数包括焊接电流、电压、焊接速度等。
参数的选择应根据具体焊接材料和焊接方法来确定。
一般来说,焊接电流应适中,过高或过低都会对焊缝质量产生不良影响。
焊接速度也应控制在合适的范围内,过快会导致焊缝不完全,过慢则容易形成过多气孔。
此外,焊接前需要对焊接材料进行预处理。
首先,应对焊接材料进行去油处理,以去除表面的油污和污垢,以免影响焊接质量。
其次,要对焊缝进行坡口处理,以提供较好的接头形状,方便焊接操作。
在焊接过程中,要注意保护焊缝。
马氏体不锈钢易受氧化,容易产生颜色变化和腐蚀,因此在焊接时应加强保护措施,如采用气体保护焊接,保护焊缝不受空气氧化。
最后,焊接完成后需对焊缝进行后处理。
通常情况下,焊接完成后会有焊渣、气孔等缺陷。
可以采用打磨、抛光等工艺进行修整,使焊缝表面光滑平整。
焊缝的表面处理不仅美观,而且有利于延长马氏体不锈钢薄板的使用寿命。
综上所述,马氏体不锈钢薄板焊接工艺技术需要选择合适的焊接方法和材料,合理设置焊接参数,进行预处理和保护焊缝,最后进行后处理。
只有严格按照工艺要求操作,才能保证焊接质量,提高马氏体不锈钢薄板的使用性能。
在马氏体不锈钢薄板焊接中,保证焊接质量的关键是控制热输入和焊接变形。
1Cr13(马氏体)不锈钢的焊接工艺1Cr13不锈钢焊接工艺性能较差,容易在焊缝和不完全熔化区、过热区产生裂纹。
本文将详细阐述1Cr13不锈钢焊接工艺,包括焊材选择、焊接电流、焊接速度等重要参数,并对焊接中遇到的问题进行理论分析并提出对策。
1Cr13不锈钢在温度30℃以下的弱腐蚀介质中,如大气、蒸气、淡水中,具有良好的耐腐蚀性能,且价格便宜,因此在机械制造中得到广泛应用。
然而,其焊接工艺性能较差,主要表现为淬硬倾向大和过热倾向大,金属组织的塑性和韧性也有差别。
冷却时易在焊缝和不完全熔化区、过热区产生裂纹,并在热影响区产生粗大的马氏体组织。
因此,为了提高焊缝的塑性,需要缓慢冷却焊缝。
由于1Cr13不锈钢的塑性和韧性都差,冷却时易在焊缝上和热影响产生裂纹,因此需要缓慢地冷却焊缝和热影响区及过热区。
在焊接热循环的作用下,热影响区晶粒急剧胀大,从而使焊缝变脆。
即使选用的焊接材料与母材匹配,焊缝金属也会产生脆化问题。
因此,选用的焊接材料以含Cr、Ni要高些为宜。
目前,1Cr13不锈钢的焊接多采用焊条电弧焊。
焊接时宜选用较小的焊接电流和尽快的焊接速度以及窄焊道、分段跳跃焊,防止因应力集中产生裂纹。
为防止焊接时产生裂纹,焊前需经200~400℃的预热,焊后缓冷到150~200℃。
针对易产生裂纹的问题,可选用含Cr+Ni的焊接材料进行施焊,并在焊接时每焊50%~60%要进行锤击,以清除焊接应力,防止焊缝裂纹。
在焊接中遇到的问题,如母材1Cr13马氏体钢出现连续性条状和点状的氢白点,初步认为是母材层状撕裂导致焊接时产生裂纹。
由于母材中存在非金属夹杂物,如硫化物和硅酸盐等,在高温作用下产生变形,呈片状分布,这些片状夹杂物与金属比较强度很低,起到自然的缺口作用,导致产生裂纹。
在1Cr13马氏体不锈钢的焊接中,硫化物容易剥离,而硅酸盐则容易脆裂。
焊后冷却时,焊缝收缩应力会在母材钢板上产生一定的拉应力,从而导致片状夹杂物与金属剥离,产生裂纹,这是造成裂纹的主要原因之一,也导致焊缝熔敷金属与母材剥离。
12cr13马氏体不锈钢的焊接工艺12Cr13马氏体不锈钢是一种常用的不锈钢材料,广泛应用于制造机械设备、化工设备、船舶、汽车等领域。
然而,由于其焊接性能不稳定,导致在焊接过程中易产生裂纹、变形等问题,影响焊接质量。
因此,研究12Cr13马氏体不锈钢的焊接工艺具有重要意义。
一、12Cr13马氏体不锈钢的特性及应用12Cr13马氏体不锈钢是一种低碳铬不锈钢,其化学成分为C≤0.15,Cr:12.0-14.0,Ni≤1.0,Si≤1.0,Mn≤1.0,S≤0.030,P ≤0.035。
该材料具有较高的硬度、耐磨性和抗腐蚀性能,同时具有较好的可加工性和热处理性能,广泛应用于制造机械设备、化工设备、船舶、汽车等领域。
二、12Cr13马氏体不锈钢的焊接工艺12Cr13马氏体不锈钢的焊接工艺主要包括手工电弧焊、氩弧焊、等离子焊、激光焊等。
其中,氩弧焊是最常用的焊接工艺之一。
1.手工电弧焊手工电弧焊是最基本的焊接方法之一,适用于焊接不锈钢薄板和小型构件。
但是,由于手工电弧焊的热输入较大,易导致焊缝变形、裂纹等问题,因此不适用于对焊接质量要求较高的场合。
2.氩弧焊氩弧焊是一种低热输入、高质量的焊接方法,适用于焊接不锈钢厚板和大型构件。
在氩弧焊中,氩气作为保护气体,可以有效保护焊缝不受氧化和污染。
此外,氩弧焊还可以采用交流或直流电源,根据不同的焊接要求进行选择。
3.等离子焊等离子焊是一种高能量密度的焊接方法,适用于焊接不锈钢薄板和小型构件。
在等离子焊中,等离子体作为热源,可以快速加热并融化焊接材料,从而实现高质量的焊接效果。
但是,等离子焊的设备成本较高,适用范围较窄。
4.激光焊激光焊是一种高能量密度、高精度的焊接方法,适用于焊接不锈钢薄板和小型构件。
在激光焊中,激光束作为热源,可以快速加热并融化焊接材料,从而实现高精度、高质量的焊接效果。
但是,激光焊的设备成本较高,适用范围较窄。
三、12Cr13马氏体不锈钢的焊接注意事项在焊接12Cr13马氏体不锈钢时,需要注意以下几点:1.选择合适的焊接方法和焊接参数,避免热输入过大或过小,以免影响焊接质量。
马氏体不锈钢的焊接工艺
属于马氏体不锈钢的钢号有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、3Cr13Mo、1Cr17Ni2、2Cr13Ni2、9Cr18、9Cr18MoV等。
一、马氏体不锈钢的焊接性
马氏体不锈钢有强烈的冷裂倾向,焊缝及热影响区焊后均为硬而脆的马氏体组织,钢中含碳量越高,冷裂倾向越大。
焊接时在温度超过1150℃的热影响区内,晶粒显著长大。
过快或过慢的冷却都可能引起接头脆化。
例如,1Cr13钢焊后冷却速度小于10℃/s时,在热影响区将得到粗大的铁素体加碳化物组织,使塑性显著降低;当冷却速度大于40℃/s时,则会产生粗大的马氏体组织,同样也使塑性下降。
马氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向很小。
二、焊接工艺
1、焊前预热
焊前预热是防止产生冷裂纹的主要工艺措施。
当C的质量分数为%~%时,预热温度为200~260℃,对高刚性焊件可预热至400~450℃。
2、焊后冷却
焊件焊后不应从焊接温度直接升温进行回火处理,因为焊接过程中奥氏体可能未完全转变,如焊后立即升温回火,会出现碳化物沿奥氏体晶界沉淀和奥氏体向珠光体转变,产生晶粒粗大的组织,严重降低韧性。
因此回火前应使焊件冷却,让焊缝和热影响区的奥氏体基本分解完了。
对于刚性小的焊件,可以冷至室温再回火;对于大厚度的焊件,需采用较复杂的工艺;焊后冷至100~150℃,保温~1h,然后加热至回火温度。
3、焊后热处理
目的是降低焊缝和热影响区的硬度,改善塑性和韧性,同时减少焊接残余应力。
焊后热处理分回火和完全退火两种。
回火温度为650~750℃,保温1h,空冷;若焊件焊后需机加工的,为了得到最低硬度,可采用完全退火,退火温度为830~880℃,保温2h炉冷至595℃,然后空冷。
4、焊条的选用
焊接马氏体不锈钢用焊条分为铬不锈钢焊条和铬镍奥氏体不锈钢焊条两大类。
常用铬不锈钢焊条有E1-13-16(G202)、E1-13-15(G207);常用铬镍奥氏体不锈钢焊条有E0-19-10-16(A102)、E0-19-10-15(A107)、E0-18-12Mo2-16(A202)、E0-18-12Mo2-15(A207)等。