浙江至德鋼業(yè)有限公司工程技術(shù)人員通過多年實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)后認(rèn)為,防止不銹鋼焊接接頭產(chǎn)生晶間腐蝕的措施主要有以下幾點(diǎn):
一、防止焊接接頭產(chǎn)生晶間腐蝕的工藝措施
1. 首先要選用適當(dāng)?shù)暮附臃椒?/span>
使它輸入焊接熔池的熱量最小,讓焊接接頭盡可能地縮短在敏化溫度區(qū)段下的停留時(shí)間,減低危險(xiǎn)溫度對它的影響。。對于薄件、小型且有規(guī)則的焊接接頭,選用高能量的真空電子束焊、激光焊或等離子弧焊最為有利;對于中等厚度板材的焊縫,可采用熔化極自動(dòng)或半自動(dòng)氣體保護(hù)焊來施焊;而大厚度板材的焊接選用埋弧焊較為理想;不宜應(yīng)用氣焊,鎢極氬弧焊不夠理想,焊條電弧焊為常用的焊接方法。
2. 焊接參數(shù)制訂的原則
以在焊接熔池停留時(shí)間最短為宗旨,在保證焊縫質(zhì)量的前提下,用小的焊接電流、最快的焊接速度,來達(dá)到這一目的。
3. 操作方面:
①. 盡量采用窄焊縫,多道多層焊,每一道焊縫或每一層焊縫后,要等焊接處冷卻到室溫再進(jìn)行次一道或次一層焊。
②. 在施焊過程中不允許焊接材料在熔池中擺動(dòng)來增高熔池的溫度和冷卻時(shí)間。
③. 對于管壁較厚而管徑又小的爐管來說,首先用氬弧焊進(jìn)行打底焊,可以不加填充材料進(jìn)行熔焊,在可能的條件下管內(nèi)可通氬氣保護(hù)。一來保護(hù)焊接熔池不易氧化,二來又可以加快焊縫冷卻,同時(shí)也有利于背面焊縫成形。
④. 對于接觸腐蝕介質(zhì)的焊縫,在有條件的情況下一定要最后施焊,以減少接觸介質(zhì)的焊縫的受熱次數(shù)。
4. 強(qiáng)制焊接區(qū)快速冷卻
對于有規(guī)則的焊縫,在可能條件下,焊縫背面可用純銅墊,在純銅墊上可以通水或通保護(hù)氣。這樣,焊縫在惰性氣體保護(hù)下凝固,成形美觀,且少受氧化,同時(shí)又加快冷卻。對于不規(guī)則的長焊縫,可以一面施焊一面用冷水澆焊縫,以水不侵入焊接熔池為準(zhǔn),用這種方法同樣也可起到減少晶間腐蝕傾向的作用。將一些小而輕的18-8型不銹鋼焊件,焊好后立即投入水中冷卻,至今尚未發(fā)現(xiàn)有裂紋傾向。
5. 進(jìn)行穩(wěn)定化處理或固溶處理
這是行之有效的方法,即焊后將整個(gè)焊接構(gòu)件進(jìn)行整體上述熱處理,可以減少或避免晶間腐蝕傾向。
二、防止焊縫晶間腐蝕的冶金措施
1. 使焊縫金屬具有奧氏體-鐵素體雙相組織,其鐵素體的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)超過3%~5%,直至12%。在此范圍,不僅能提高焊縫金屬抗晶間腐蝕能力和抗應(yīng)力腐蝕能力,同時(shí)還能提高焊縫金屬抗熱裂紋性能。不過對于高溫下服役的焊接接頭而言,鐵素體含量增多可導(dǎo)致σ相脆化的危險(xiǎn)性上升。
2. 在焊縫金屬中滲入比鉻更容易與碳結(jié)合的穩(wěn)定化元素,如鈦、鈮、鉭和鋯等。一般認(rèn)為鈦碳比大于5時(shí),才能提高抗晶間腐蝕的能力。而試驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為鈦碳比大于或等于6.7時(shí),才有明顯的效果;鈦碳比大于7.8時(shí),才能徹底地改善晶間腐蝕的傾向。這是由于鈦能充分地將碳化鉻中的鉻置換出來,消除了晶界的貧鉻地帶,從而改善了耐蝕性。
3. 最大限度地降低焊縫金屬中的碳含量,達(dá)到低于碳在18-8型不銹鋼中室溫溶解極限值以下,使碳不可能與鉻生成鉻的碳化物,從而從根本上消除晶界的貧鉻區(qū)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在焊縫金屬中小于0.03%時(shí),就能提高焊縫金屬的抗晶間腐蝕能力。
綜上所述,為了使焊縫金屬中有恰當(dāng)?shù)暮辖鹪胤N類和數(shù)量,只有從焊接材料著手,選擇滿足上述冶金因素條件的焊條、焊絲及焊劑,才能使焊縫金屬達(dá)到抗晶間腐蝕的目的。對于不銹鋼焊接結(jié)構(gòu),鋼材也應(yīng)達(dá)到此要求。這樣,整個(gè)焊接構(gòu)件才算是具備了抗晶間腐蝕的良好性能。