各种材料的焊接.ppt

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1、各种材料的焊接毕晓敏2011年10月一.奥氏体不锈钢的焊接1.不锈钢概述（1）不锈钢的概念1）定义:主加元素铬含量高于12%，能使钢处于钝化状态又具有不锈特性的钢称之为不锈钢。2）通常所说的不锈钢实际上是不锈钢和耐酸钢的总称。①不锈钢：一般是指在大气、水等弱腐蚀介质中耐蚀的钢。②耐酸钢：是指在酸、碱、盐等强腐蚀介质中耐蚀的钢。③不锈钢不一定耐酸，而耐酸钢一般都具有良好的不锈性能。④不锈钢和耐酸钢的共同点：含Ｃr量都在12%以上。⑤按照习惯叫法，下文中将不锈钢和耐酸钢统称为不锈钢。2.不锈钢的分类及用途按金相组织分：可分为五类①奥氏体不锈钢：如：304，316L，在氧化性、中性以及弱还原

2、性介质中均具有良好的耐蚀性，应用最为广泛。②铁素体不锈钢：如：00Cr12，1Cr17，主要应用于腐蚀环境不十分苛刻的场合，如室内装饰、厨房设备、家用器具。主要用它的不锈性能。③马氏体不锈钢：如：0Cr13，1Cr13，主要用于硬度、强度要求较高而耐腐蚀性要求不太高的场合，如量具、刀具、餐具等。主要用它的不锈和高强度。④铁素体-奥氏体型不锈钢（双相不锈钢）：如：UNSS31803，UNSS32750,韧性良好，强度较高，耐氯化物应力腐蚀和抗点腐蚀能力强。在石化领域、海水处理设备中应用广泛。⑤沉淀硬化不锈钢：0Cr17Ni7Al，0Cr17Ni4Cu4Nb，通常用作耐磨、耐蚀的高强度结构

3、件。如轴、齿轮、螺栓等。3.奥氏体不锈钢焊接特点①易产生焊接热裂纹，这主要由于奥氏体不锈钢导热系数小，线膨胀系数大，接头在高温停留时间长，在热应力作用下易产生热裂纹，同时由于单相奥氏体组织易形成粗大的方向性很强的柱状晶组织，在凝固过程中，一些杂质元素易在晶间形成低熔点的液态膜，在拉应力作用下形成凝固裂纹。②易产生晶间腐蚀倾向，在500～800℃温度区间停留时间过长时，晶内的碳就会析出于晶界，与晶界处的Cr结合形成Cr23C6，从而使晶界发生贪Cr现象，当晶界的Cr低于12%时，就会使晶间的耐蚀性严重降低，不耐腐蚀，这就造成晶间腐蚀倾向。4.工艺要点：①选择合适的焊材，保证焊缝的Cr、N

4、i含量②尽量选用偏小电流、快速焊，使高温停留时间短③严格控制层间温度，一般低于100℃选用超低C和S、P含量低的焊材。但对于连续重整装置中的再生器，应保证C=0.04～0.08%，以确保高温蠕变强度。二.抗氢诱导裂纹用钢（HIC钢）的焊接1.HIC钢的由来随着我国石化行业的飞速发展，原油需求量越来越大，且进口原油多占得比例越来越大，进口油大部分是高S，而S在有水的条件下就会形成H2S，设备在湿H2S条件下使用就会由此而引起裂纹，从而发生损坏或破裂事故。近年来在石化行业由于H2S的存在引起的破坏事故越来越多。如何提高钢材的品质，采用具有能抵抗Ｈ诱导裂纹能力的钢，这是解决问题的关键，为此抗

5、Ｈ诱导裂纹用钢就应运而生，我国已经成功地研制出Q345R（HIC）钢。德国迪林根钢厂依照美国工程材料标准（ASTM/ASME）SA516Gr60、65、70所生产的DICREST系列钢材是具有良好抗HIC性能的压力容器用钢板,SA516Gr.70（HIC）钢不是一个新的钢号，只是在SA516Gr.70钢板规定的范围内增加了一些附加要求，以提高钢材抗氢诱导开裂（HIC）的能力。“HIC”的英文全称为“HydrogenIncludedCracking”，中文含义为“氢诱导裂纹”。所以无论从焊工资格、焊接规范等方面，均可按SA516Gr.70钢来对待，只是由于焊材选择和力学性能（-30℃冲击

6、要求）、焊缝化学成分有特殊要求，故焊接工艺评定必须单独进行。2.抗HIC钢的特点①严格控制其含Mn量和S、P含量Mn从1.20-1.60→1.20-1.35﹪S≤0.004﹪P≤0.010﹪②对钢的冶炼过程中进行喷钙处理，以改善夹杂物的形状。③控制其硬度≤200HB④焊后应该进行消应力热处理⑤应能够通过抗氢诱导裂纹的腐蚀试验具体的讲，美国NACETM-0284-2003标准我国GB/8650-2006试验标准3.抗氢诱导裂纹的腐蚀试验A溶液：试验溶液含5%氯化钠和0.5%醋酸，在硫化氢饱和之后的PH值约为3。B溶液：人造海水，在硫化氢饱和之后的PH值约为4.8~5.4。图一HIC试验方

7、法图二试样截取示意图图三裂纹的计算示意图裂纹长度比：CLR=∑a/W×100%裂纹厚度比：CTR=∑b/T×100%裂纹敏感性比：CSR=∑（a×b）/（W×T）×100%其中：a——裂纹长度，b——裂纹宽度，T——试样厚度W——试样宽度（W=20±0.5mm）4.HIC钢对焊接的特殊要求①焊缝的S、P含量要求S≤0.010﹪P≤0.015﹪②焊接接头的硬度HB≤200③接头冲击试验：A-30℃αkv≥34J单个值≥24J④焊后应该进行消应力热