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1、第27卷第6期石油化工设备Vol.27No.61998年11月PETRO2CHEMICALEQUIPMENTNov.1998奥氏体不锈钢复合板焊接裂纹分析及对策兰州石油化工机器总厂(兰州730050)工程师孙维玲关键词复合板奥氏体不锈钢裂纹分类号TG45715TG115121随着石油精炼工艺的日益提高,促使炼3)×45735。在厂内进行纵缝及部分环缝焊油化工设备的制造采用新材料,复合钢板材接后,对基层做100%RT探伤及过渡层盖面料可满足其对强度、高温性能及耐蚀性等方层的PT探伤检查,未发现焊接裂纹。在现场面的要求。用不锈钢复合板制造容
2、器,焊缝质横焊位置焊接组装时,分段处环缝采用的工量是关键的技术问题之一。艺方法、焊材及焊接规范与厂内焊接基本一用奥氏体不锈钢复合板焊接结构制造容致,但焊后却在过渡层沿上熔合线部位出现器,基层焊接工艺与基层铁素体类钢的焊接几十处纵向裂纹(图1)。这些裂纹的长度不相同,复层焊接工艺与相应的不锈钢焊接工等,经过打磨后发现裂纹向基层扩展深度为3艺相同,技术关键在基层与复层交界处,即过～17mm,裂纹较深处已接近穿透。横焊位置渡层的焊接问题,若无适宜的焊接工艺,热裂在返修后仍易出现裂纹。纹及冷裂纹(基层部位)均有可能产生。笔者1原因分析就我厂1台
3、用316Lö20g不锈钢复合钢板制造为彻底消除裂纹,对此塔器所用复合板的塔器,在焊接中出现裂纹及其对策作一分材的组织和性能等进行了试验及分析。北京析。钢铁研究总院对其组织进行分析:基层组织此塔器的尺寸(mm)为§6400×(20+为铁素体加成块粗大珠光体,过渡层组织为测得其冲击功分别为80J、83J和104J,试板钢焊接工艺评定试板焊后热处理,应尽可能合格。但这些值比同一试板在实验室中进行在工业炉中进行。另外也可通过多做这方面同样热处理后的冲击功平均低3717J。的工作来弥补其差异,并对[P]值最佳数值412原因分析进行研究,从而找出最
4、佳热处理规范。笔者认为,同一块焊接试板产生上述情5结语况是工业炉控制温度与实物真实温度有差别通过对1"åCr2"ãMo2Si钢的焊接性试验造成的。这种差别对Cr2Mo钢焊后热处理的及在此基础上的焊接工艺评定,笔者制订了该焊缝冲击性能有很大影响。由焊后热处理条产品焊接工艺,使我厂在国内首次成功地将该件对1"åCr2"ãMo钢焊缝金属冲击影响可钢用于压力容器制造(而且是用于加氢反应知,当纳尔逊õ米勒参数[P]值为19104～器),生产出了合格产品,并已安全使用多年。20170时,其冲击韧度最好。笔者认为工业炉参考文献中产品(包括试板)的实际
5、[P]值和热处理记1周振丰主编1金属熔焊原理及工艺(下册)1北京:机械工录仪反映的温度所计算[P]值是有差异的,业出版社,198416～8,14,17～182郑承资,胡具瞻,吴瑞祥编译1中日焊接技术交流资料.北使实际[P]值刚好落在焊缝中心冲击韧度较京:中国石油化工总公司供应制造公司,19871103～108低的区域。为了更好地反映产品制造的实际(收稿日期:1998207230)(张编)过程,对热处理规范敏感的材料,如Cr2Mo第6期孙维玲:奥氏体不锈钢复合板焊接裂纹分析及对策·49·奥氏体加铁素体,复层焊缝组织为奥氏体加少裂纹位于后者
6、。量铁素体,过渡层与基层的结合面有渗碳层。从焊接位置及化学成分来看,横焊位置兰州石油化工机器总厂检测中心对焊缝组织焊接时,在A部位,即图1中上熔合线部位,分析结果为:基层焊缝组织为成块粗大珠光体熔池中熔化金属因自重作用而向下堆积,促加铁素体,过渡层焊缝组织为奥氏体加铁素使A点的应力处于更大的拉应力状态。同时体,复层焊缝组织为奥氏体加网状带状铁素A点处基层熔敷金属的比例远高于其余部体,过渡层焊缝与基层焊缝之间混合区的金相位,形成较大的熔合比,促使基层中的有害杂组织含有马氏体,并有一渗碳层,且此部位晶质,如S和P等元素进入过渡层焊缝,而此粒
7、较粗大。经北京钢铁研究总院对材质进行鉴产品复合板基层的S含量达到0103%,已接定,复合板的性能及化学成分见表1～表2。近材质化学成分标准的上限值,如此高含量的S易与Fe和Ni形成低熔点共晶,促使产生热裂纹,使A点成为启裂点。过渡层焊接时,奥氏体焊缝金属与铁素体珠光体焊缝金属之间存在一个狭窄的低塑性带——熔合区脆性交界层,其金相组织中[2]含有淬硬的马氏体组织,这是诱发基层产生冷裂纹的原因之一。适宜的工艺规范可使其脆性层减薄到较小程度,并减少马氏体组织含量。图1裂纹部位从其母材性能来看,基层母材的塑性值表1化学分析值与标准值对比%及韧度
8、值均较低,其中D5=23%,低于标准元素CSiMnPSCrNiMo标≤≤≤≤≤16～10～2～值D5=25%的要求。这是促使基层母材产生复层准010801100021000010350103018143冷裂
