PDF《马氏体不锈钢的焊接》

第26 卷第3期水利电力机械 Vol.

26 No.3

2004 年6月WATER CONSERVANCY &

ELECTRIC POWER MACHINERY Jun.2004 马氏体不锈钢的焊接 Welding of martensite stainless steel 马明朗1 , 杨进英2 , 吴秀菊2 (1.水利部水工金属结构质量检验测试中心, 河南 郑州 450003;

2.郑州水工机械厂, 河南 郑州 450052) 摘要: 介绍了 1Cr13 不锈钢的主要特点、 焊接工艺措施及其可焊性分析.在此基础上, 结合实例对典型产 品的具体运用加以论述. 关键词: 马氏体不锈钢;

焊接工艺措施;

操作要求 中图分类号: TG44: TG142.71 文献标识码: B 文章编号:

1006 -

6446 (2004)

03 -

0029 -

02 收稿日期:

2004 -

03 -

10 作者简介: 马明朗 (1958 - ) , 男, 河南郑州人, 水利部水工金属结构质量检验测试中心工程师, 从事焊工培训、 金属结构检测等方面的工作.

1 马氏体不锈钢的主要技术特点 1Cr13 和2Cr13 不锈钢在温度 30℃以下时的弱 腐蚀介质中, 即在大气、 蒸汽、 淡水中, 亦具有良好的 耐腐蚀性能, 因而在机械制造中得到广泛的应用. 1Cr13 不锈钢导热系数小 (约为低碳钢的

1 / 3) , 而线 膨胀系数比低碳钢大, 所以, 在焊接后引起的变形也 较大, 因此, 在焊接过程中应采用相应工艺措施. 1Cr13 不锈钢在焊接过程中焊接性较差.因为, 在焊接冷却过程中出现奥氏体向马氏体转变, 由 于体积发生变化, 促使硬度增加和塑性降低, 致使有 强烈的淬硬倾向, 母材含碳量越高, 淬硬倾向就越 大.在焊缝扩散氢和焊接应力作用下, 焊接残余应 力较大, 易产生裂纹.因此, 根据焊件厚度和刚性大 小, 焊接时应采取焊前预热、 焊后缓冷等工艺措施.

2 马氏体不锈钢的焊接工艺措施 1Cr13 不锈钢的焊接工艺应考虑材料的物理性能 以及耐腐蚀性能和抗裂性要求.由于 1Cr13 钢导热 系数小, 熔点比碳素钢低, 在同样焊接电流下, 可以得 到较大的焊接熔深.因此, 为了获得一定成形系数的 焊缝, 同时为了防止过热, 在平焊位置时, 焊接电流按 以下公式进行选择: I = Kd, K 为系数, 取为

25 ~ 35;

d 为焊条直径, mm;

在横、 立、 仰位置时, 焊接电流应降 低10% ~ 20%. 焊接材料可选用与母材成分相近的铬

202、 铬207 焊接材料.焊前预热

200 ~ 400℃, 焊后要及时 进行

700 ~ 750℃回火处理, 以提高焊接接头的塑性、 韧性及抗腐蚀性能.也可选用奥氏体不锈钢焊材, 如A102, A107, A202, A207 焊条, 焊后不需进行热处 理, 但热影响区有可能产生一些淬硬层. 由于 1Cr13 钢线膨胀系数大, 自由状态下焊接 时易产生较大的焊接变形, 因此, 焊接时尽量使焊接 热量集中, 采用大电流焊接 (直线运条) 焊接时不作 横向摆动, 一次焊缝成型且不超过焊条直径

3 倍, 同 时保持低氢状态. 为了防止焊接中合金元素的烧损, 提高焊缝的 综合性能, 应采用低电压短弧操作, 并且在整个焊接 过程中保持弧长一定, 收弧时应把弧坑填满.在多 层焊时, 必须对每道焊缝进行严格的清渣, 要保证焊 透.厚件采用钨极氩弧焊打底, 每层焊完都应把熔 渣清理干净, 待冷却后再焊接下一层.同时, 应尽量 减少焊接层数, 以免重复对焊接熔池的加热, 使热影 响区扩大, 降低焊缝的综合机械性能及耐蚀性.为 了获得具有足够韧性的细晶粒组织, 应在焊缝冷却 到120 ~ 150℃时, 保温