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异材焊接存在问题及防止措施





在很多耐腐蚀、耐高温、耐低温等苛刻条件下需要使用奥氏体不锈钢材料。然而全部使用奥氏体材料成本很高,所以很多会在不接触的地方使用碳钢。这就会在两者接触的地方使用到异材焊接。异材焊接一直是焊接的技术难点,因为在焊接时会存在以下几个问题:




  1. 由于稀释的作用使得焊接接头的塑性和韧性降低。在碳钢一侧融合区形成过渡层,过渡层中的高硬度马氏体组织会使脆性增加塑性降低,从而降低了性能。其次,碳钢的碳含量较高。由于碳的稀释,使得融合区的铬、镍减少,脆性增加。

  2. 由于碳迁移使得融合区产生软化和硬化。碳在液态铁中的溶解度比固态铁中大,在奥氏体中比在铁素体中大。在高温下,铬作为强烈形成碳化物元素,使得碳向不锈钢中迁移,结果在碳钢一侧产生脱碳层,在不锈钢一侧产生增碳层。脱碳层的珠光体变成铁素体而软化。增碳层的碳与铬形成铬的碳化物而硬化。

  3. 由于内应力使得产生裂纹。不锈钢的热膨胀系数比碳钢大40%,导热系数却只有碳钢的1/3。在焊后冷却,热处理和使用中都会在融合区产生内应力,在融合线形成裂纹。


焊接过程中应采取的措施:


  1. 严格控制稀释率。控制稀释率的方式有很多,如选择合适的焊接方法,焊接参数和焊接材料;堆焊过渡层;选择接头形成和破口类型;焊接较多的焊接道数和层数等。

  2. 减少碳迁移。选择高铬镍的焊材,并在碳钢一侧堆焊过渡层。其次,在焊接多层多道时选择先焊接不锈钢一侧也能减小碳的迁移。

  3. 防止产生裂纹。合理改善应力分布和控制冷却速度均可防止裂纹的产生。


综上所述,防止异材焊接出现的问题,我们可以选择合适的焊材、焊前预热、堆焊过渡层、大坡口、小电流、快速焊、多层多道、焊后缓冷等方式。


TGS-309L氩弧焊底道


TGS-309L氩弧焊盖面





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