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不锈钢复合耐磨板过渡层焊接时的问题及解决办法

发布日期:2019-03-08  浏览次数:219

不锈钢耐磨复合板焊接,应将基层和复层分开焊接,基层与复层交界处应焊接过渡层。基层焊接和复层焊接属于同种焊接,工艺比较成熟。过渡层焊接属于异种钢焊接,也是不锈钢复合板焊接的关键。基层与复层成分及性能差异较大,因此控制好过渡层的焊接是获得高质量接头的关键。
不锈钢耐磨复合板过渡层焊接时主要存在的问题及处理的办法:
 
(1)焊缝金属的稀释由于基层碳钢不含合金元素Cr、Ni,所以熔化时对焊缝金属中合金元素Cr、Ni有稀释作用,使焊缝中奥氏体形成元素Cr、Ni含量减少,焊缝金属中会产生马氏体淬硬组织,易产生裂纹,从而恶化接头质量。
解决方法:
    焊接过渡层时,应使用含铬、镍量较多的焊接材料,使之即使受到基层的稀释,也不会产生马氏体淬硬组织。同时采用合适的焊接方法和焊接工艺,减小基层一侧熔深和焊缝的稀释。
 
(2)过渡层当采用不锈钢作填充金属时,碳钢母材和填充材料成分相差悬殊。由于碳钢一侧液态金属温度较低、流动性较差,不能充分相互混合,所以靠近熔合线碳钢成分所占比例越大,被稀释得就越严重,这部分被稀释的焊缝金属称为过渡层,它在碳钢和不锈钢焊缝之间会形成马氏体。当马氏体区较宽时,会显著降低接头韧性,使用过程中出现脆性破坏。
解决方法:
要求冲击韧度较高时,应该选用高镍填充金属。
 
(3)扩散层基层碳钢含碳量高、合金元素含量少,而不锈钢相反,在熔合线两侧形成浓度差。焊接复合钢板时,碳从碳钢向不锈钢焊缝扩散,结果在熔合线碳钢一侧形成脱碳层而软化,在不锈钢焊缝一层形成增碳层而硬化。扩散层随温度增高和高温停留时间加长而增大。
解决方法:
由于熔合线两侧金属性能相差悬殊,接头受力可能引起应力集中,降低接头的高温强度和塑性,因而扩散层是不锈钢复合板焊接的薄弱环节,所以要注意扩散层的焊接工艺。
 
(4)焊接接头高应力状态由于碳钢与不锈钢线胀系数、热导率不同,在焊接高温下会产生热应力。同时焊接接头在交变温度条件下工作时,容易形成热疲劳裂纹。
解决方法:
因而焊后热处理消除焊接应力是不可能的,可选用线胀系数与碳钢接近且塑性好的高镍基焊条焊接,使热应力集中在不锈钢一侧熔合线处,通过不锈钢的塑性变形,减小热应力及热疲劳应力的不利影响。

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