Svetsegenskaperna hos austenitiskt rostfritt stål: mängden elastisk och plastisk spänning och töjning under svetsning är stor, men kalla sprickor förekommer sällan. Det finns ingen härdningshärdningszon och kornförgrovning i svetsfogen, så draghållfastheten hos svetsfogen är hög.
De största problemen med austenitisk svetsning av rostfritt stål: svetsdeformation är stor; på grund av dess korngränsegenskaper och känslighet för vissa spårföroreningar (S, P) är det lätt att producera heta sprickor.
Fem stora svetsproblem av austenitiskt rostfritt stål och deras lösningar
No1. Bildandet av kromkarbid minskar motståndet hos svetsfogar mot intergranulär korrosion.
Intergranulär korrosion: Enligt teorin om dålig krom, när svetsen och den värmepåverkade zonen värms upp till 450-850 graders sensibiliseringstemperaturzon, kommer kromkarbid att fällas ut på korngränsen, vilket resulterar i korngränsen för dålig krom, vilket inte räcker för att motstå korrosion.
(1) För intergranulär korrosion av svetsen och korrosion av den sensibiliserade temperaturzonen på målmaterialet kan följande åtgärder användas för att begränsa:
a. Minska kolhalten i basmetallen och svetsen, och tillsätt stabiliserande element Ti, Nb och andra element till basmetallen för att företrädesvis bilda MC för att undvika bildning av Cr23C6.
b. Få svetsen att bilda en tvåfasstruktur av austenit och en liten mängd ferrit. När det finns en viss mängd ferrit i svetsen kan kornen förädlas, kornens yta kan ökas och mängden kromkarbidutfällning per ytenhet av korngränsen kan minskas.
Krom har en stor löslighet i ferrit, och Cr23C6 bildas företrädesvis i ferrit, utan att orsaka att austenitkorngränsen utarmas i krom; ferriten som sprids mellan austeniten kan förhindra korrosion längs korngränsen till den inre diffusionen.
c. Kontrollera uppehållstiden i sensibiliseringstemperaturområdet. Justera den termiska svetscykeln för att förkorta uppehållstiden vid 600-1000 grad så mycket som möjligt och välj en svetsmetod med hög energitäthet (som plasmaargonbågsvetsning),
Välj en mindre svetsledningsenergi, passera argongas på baksidan av svetsen eller använd en koppardyna för att öka kylningshastigheten för svetsfogen, minska antalet bågestarter och bågslut för att undvika upprepad uppvärmning, och kontaktytan med det korrosiva mediet vid flerskiktssvetsning är så långt som möjligt. Svetsning etc.
d. Efter svetsning, utför lösningsbehandling eller stabiliseringsglödgning (850-900 grad) och luftkylning efter värmekonservering, så att karbiderna kan fällas ut helt och spridningen av krom kan påskyndas).
(2) Knivliknande korrosion av svetsfogar, av denna anledning kan följande förebyggande åtgärder vidtas:
På grund av kolets starka diffusivitet kommer det att segregera vid korngränsen för att bilda ett övermättat tillstånd under kylningsprocessen, medan Ti och Nb förblir i kristallen på grund av sin låga diffusivitet. När svetsfogen värms upp igen i sensibiliseringstemperaturområdet kommer det övermättade kolet att fällas ut i form av Cr23C6 i det intergranulära.
a. Minska kolhalten. För rostfritt stål som innehåller stabiliserande element bör kolhalten inte överstiga 0,06 %.
b. Använd en rimlig svetsprocess. Välj en mindre svetsledningsenergi för att minska uppehållstiden för det överhettade området vid hög temperatur, och var uppmärksam för att undvika effekten av "medeltemperatursensibilisering" under svetsprocessen.
Vid dubbelsidig svetsning ska svetssömmen i kontakt med det korrosiva mediet svetsas sist (detta är anledningen till att den inre svetsningen av det tjockväggiga svetsade röret med stor diameter utförs efter den yttre svetsningen). Det överhettade området i kontakt med det korrosiva mediet upphettas återigen genom sensibilisering.
c. Värmebehandling efter svetsning. Lösnings- eller stabiliseringsbehandling utförs efter svetsning.
Nr 2, Sprickbildning av spänningskorrosion
Följande åtgärder kan vidtas för att förhindra uppkomsten av spänningskorrosionssprickor:
a. Rätt materialval och rimlig justering av svetssammansättning. Austenitiskt rostfritt stål med hög renhet i krom-nickel, austenitiskt rostfritt stål med hög kiselhalt, krom-nickel, rostfritt ferritiskt-austenitiskt stål, ferritiskt rostfritt stål med hög krom, etc. har god spänningskorrosionsbeständighet, och svetsmetallen är austenitiskt rostfritt stål. Spänningskorrosionsbeständigheten är god när strukturen hos tvåfasstålet är ferritisk och ferritisk.
b. Eliminera eller minska kvarvarande stress. Eftersvetsavlastande värmebehandling utförs och mekaniska metoder som polering, kulblästring och hamring används för att minska ytrestspänningar.
c. Rimlig strukturell design. för att undvika stora stresskoncentrationer.
Nr 3. Svetsning av heta sprickor (svetskristallisationssprickor, värmepåverkade vätskesprickor i zonen)
Mottagligheten för termiska sprickor beror främst på materialets kemiska sammansättning, struktur och egenskaper. Ni är lätt att bilda föreningar med låg smältpunkt eller eutektiskt med föroreningar som S och P, och segregeringen av bor och kisel kommer att orsaka termisk sprickbildning.
Svetsen är lätt att bilda en grov pelarformad kornstruktur med stark riktning, vilket bidrar till segregeringen av skadliga föroreningar och element. Därigenom främjar bildandet av en kontinuerlig interkristallin vätskefilm och förbättrar känsligheten för termisk sprickbildning. Om svetsningen värms ojämnt är det lätt att bilda en stor dragspänning och främja uppkomsten av heta svetssprickor.
Förebyggande åtgärder:
a. Strikt kontrollera innehållet av skadliga föroreningar S och P.
b. Justera strukturen på svetsmetallen. Den tvåfasiga struktursvetsen har bra sprickmotstånd. Deltafasen i svetsen kan förfina kornen, eliminera riktningsförmågan hos enfas austenit, minska segregeringen av skadliga föroreningar vid korngränsen och deltafasen kan lösa upp mer S,
P, och kan minska gränssnittsenergin och organisera bildningen av interkristallin flytande film.
c. Justera sammansättningen av svetsmetallegeringen. Öka på lämpligt sätt innehållet av Mn, C och N i enfas austenitiskt stål, och tillsätt en liten mängd spårämnen som cerium, pickax och tantal (som kan förfina svetsstrukturen och rena korngränserna) för att minska hetsprickor känslighet.
d. processåtgärder. Minimera överhettningen av den smälta poolen för att förhindra bildandet av grova kolumnformade kristaller, och använd liten linjeenergi och svetssträngar med små tvärsnitt.
Austenitiska stål av typ 25-20 är till exempel benägna att smälta sprickor. Genom att strikt begränsa föroreningsinnehållet och kornstorleken i basmetallen, anta svetsmetoder med hög energidensitet, liten linjeenergi och öka fogarnas kylningshastighet och andra åtgärder.
No4.Sprödhet av svetsfogar
Det varmhållfasta stålet bör säkerställa den svetsade fogens plasticitet och förhindra sprödhet vid hög temperatur; lågtemperaturstålet måste ha god lågtemperaturseghet för att förhindra lågtemperaturförsprödning av svetsfogen.
No5. Svetsdeformationen är stor
På grund av den låga värmeledningsförmågan och stora expansionskoefficienten är svetsdeformationen stor, och en fixtur kan användas för att förhindra deformation. Svetsmetoder och val av svetsmaterial för austenitiska rostfria stål:
Austenitiskt rostfritt stål kan svetsas med argon volfram bågsvetsning (TIG), smältelektrod argon bågsvetsning (MIG), plasma argon bågsvetsning (PAW) och nedsänkt bågsvetsning (SAW).
Austenitiskt rostfritt stål har låg svetsström på grund av dess låga smältpunkt, låga värmeledningsförmåga och höga resistivitet. Smala svetsar och strängar bör användas för att minska uppehållstiden vid hög temperatur, förhindra utfällning av karbid, minska svetskrympspänningen och minska känsligheten för termisk sprickbildning.
Sammansättningen av svetstillsatsmaterial, särskilt legeringselementen Cr och Ni, är högre än basmetallens. Svetstillsatsmaterial som innehåller en liten mängd (4-12%) ferrit används för att säkerställa god sprickbeständighet (kallsprickor, hetsprickor, spänningskorrosionssprickor) i svetsen.
När ferritfasen inte är tillåten eller omöjlig i svetsen, bör svetstillsatsmaterial som innehåller Mo, Mn och andra legeringselement väljas.
C, S, P, Si och Nb i svetstillsatsmaterialen bör vara så låga som möjligt. Nb kommer att orsaka stelningssprickor i rena austenitsvetsar, men en liten mängd ferrit i svetsarna kan effektivt undvikas.
För svetsade strukturer som behöver stabiliseras eller spänningsavlastas efter svetsning, väljs vanligtvis Nb-haltiga svetsmaterial. Nedsänkt bågsvetsning används för svetsning av mediumplattor, och förbränningsförlusten av Cr och Ni kan kompletteras med övergången av legeringselement i flussmedel och svetstråd;
På grund av det stora inträngningsdjupet bör försiktighet iakttas för att förhindra uppkomsten av heta sprickor i svetsens centrala område och minskning av korrosionsbeständigheten i den värmepåverkade zonen. Uppmärksamhet bör ägnas åt valet av tunnare svetstråd och mindre svetsledningsenergi, och svetstråden bör vara låg i Si, S och P.
Ferrithalten i den värmebeständiga rostfria svetsen bör inte överstiga 5 %. För austenitiskt rostfritt stål med Cr- och Ni-innehåll större än 20 % bör svetstråd med hög Mn (6-8%) användas, och alkaliskt eller neutralt flussmedel bör användas som flussmedel för att förhindra tillsats av Si till svetsen och förbättra dess sprickbeständighet.
Det speciella flussmedlet för austenitiskt rostfritt stål har mycket lite Si-tillsats, vilket kan överföra legering till svetsen för att kompensera för brännförlusten av legeringselement för att uppfylla kraven på svetsprestanda och kemisk sammansättning.
