Svejseegenskaberne for austenitisk rustfrit stål: Mængden af elastisk og plastisk belastning og belastning under svejsning er stor, men kolde revner forekommer sjældent. Der er ingen støjhærdningszone og kornforgrovning i svejsefugen, så trækstyrken i svejsefugen er høj.
De vigtigste problemer ved austenitisk svejsning af rustfrit stål: svejsedeformation er stor; på grund af dets korngrænseegenskaber og følsomhed over for visse sporurenheder (S, P), er det let at producere varme revner.
Fem store svejseproblemer med austenitisk rustfrit stål og deres løsninger
No1. Dannelsen af chromcarbid reducerer modstanden af svejsede samlinger over for intergranulær korrosion.
Intergranulær korrosion: Ifølge teorien om dårligt krom, når svejsningen og den varmepåvirkede zone opvarmes til 450-850 graders sensibiliseringstemperaturzonen, vil kromcarbid udfældes på korngrænsen, hvilket resulterer i korngrænsen for dårlig krom, som ikke er nok til at modstå korrosion.
(1) For den intergranulære korrosion af svejsningen og korrosion af den sensibiliserede temperaturzone på målmaterialet kan følgende foranstaltninger anvendes til at begrænse:
en. Reducer kulstofindholdet i basismetallet og svejsningen, og tilføj stabiliserende elementer Ti, Nb og andre elementer til basismetallet for fortrinsvis at danne MC for at undgå dannelsen af Cr23C6.
b. Få svejsningen til at danne en dobbeltfasestruktur af austenit og en lille mængde ferrit. Når der er en vis mængde ferrit i svejsningen, kan kornene raffineres, kornarealet kan øges, og mængden af kromkarbidudfældning pr. arealenhed af korngrænsen kan reduceres.
Chrom har en stor opløselighed i ferrit, og Cr23C6 dannes fortrinsvis i ferrit uden at forårsage, at austenitkorngrænsen bliver udtømt i chrom; ferriten spredt mellem austenit kan forhindre korrosion langs korngrænsen til den indre diffusion.
c. Kontroller opholdstiden i sensibiliseringstemperaturområdet. Juster den termiske svejsecyklus for at forkorte opholdstiden ved 600-1000 grad så meget som muligt, og vælg en svejsemetode med høj energitæthed (såsom plasma-argonbuesvejsning),
Vælg en mindre svejseledningsenergi, før argongas på bagsiden af svejsningen eller brug en kobberpude til at øge kølehastigheden af den svejste samling, reducere antallet af lysbuestart og bueslut for at undgå gentagen opvarmning, og kontaktfladen med det korrosive medium under flerlagssvejsning er så vidt muligt. Svejsning osv.
d. Efter svejsning udføres opløsningsbehandling eller stabiliseringsudglødning (850-900 grad ) og luftkøling efter varmekonservering, så karbiderne kan udfældes fuldt ud, og diffusionen af krom kan accelereres).
(2) Knivlignende korrosion af svejsede samlinger, af denne grund kan følgende forebyggende foranstaltninger træffes:
På grund af kulstoffets stærke diffusivitet vil det segregere ved korngrænsen for at danne en overmættet tilstand under afkølingsprocessen, mens Ti og Nb forbliver i krystallen på grund af deres lave diffusivitet. Når den svejste samling opvarmes igen i sensibiliseringstemperaturområdet, vil det overmættede kul udfældes i form af Cr23C6 i det intergranulære.
en. Reducer kulstofindholdet. For rustfrit stål, der indeholder stabiliserende elementer, bør kulstofindholdet ikke overstige 0,06 %.
b. Brug en rimelig svejseproces. Vælg en mindre svejseledningsenergi for at reducere opholdstiden for det overophedede område ved høj temperatur, og vær opmærksom på at undgå effekten af "middeltemperatursensibilisering" under svejseprocessen.
Ved dobbeltsidet svejsning skal svejsesømmen i kontakt med det korrosive medium svejses sidst (dette er grunden til, at den indre svejsning af det tykvæggede svejsede rør med stor diameter udføres efter den ydre svejsning). Det overophedede område i kontakt med det korrosive medium opvarmes igen ved sensibilisering.
c. Varmebehandling efter svejsning. Opløsnings- eller stabiliseringsbehandling udføres efter svejsning.
Nr. 2, Spændingskorrosionsrevner
Følgende foranstaltninger kan træffes for at forhindre forekomsten af spændingskorrosionsrevner:
en. Korrekt valg af materialer og rimelig justering af svejsesammensætning. Højrent chrom-nikkel austenitisk rustfrit stål, høj-silicium chrom-nikkel austenitisk rustfrit stål, ferritisk-austenitisk rustfrit stål, høj-chrom ferritisk rustfrit stål osv. har god spændingskorrosionsbestandighed, og svejsemetallet er austenitisk rustfrit stål. Spændingskorrosionsbestandighed er god, når strukturen af tofaset stål er ferritisk og ferritisk.
b. Eliminer eller reducer resterende stress. Eftersvejsning udføres spændingsaflastende varmebehandling, og mekaniske metoder som polering, slibning og hamring anvendes til at reducere overfladens restspænding.
c. Rimelig strukturelt design. for at undgå store stresskoncentrationer.
Nr. 3. Varme svejserevner (svejsekrystallisationsrevner, varmepåvirkede zone-væskedannelsesrevner)
Den termiske revnemodtagelighed afhænger hovedsageligt af materialets kemiske sammensætning, struktur og egenskaber. Ni er let at danne forbindelser med lavt smeltepunkt eller eutektisk med urenheder som S og P, og adskillelsen af bor og silicium vil forårsage termisk revnedannelse.
Svejsningen er let at danne en grov søjleformet kornstruktur med stærk retningsbestemmelse, som er befordrende for adskillelse af skadelige urenheder og elementer. Derved fremmer dannelsen af en kontinuerlig interkrystallinsk væskefilm og forbedrer følsomheden af termisk revnedannelse. Hvis svejsningen opvarmes ujævnt, er det let at danne en stor trækspænding og fremme dannelsen af varme svejserevner.
Forebyggende foranstaltninger:
en. Kontroller strengt indholdet af skadelige urenheder S og P.
b. Juster teksturen af svejsemetallet. Den dobbeltfasede struktursvejsning har god revnemodstand. Deltafasen i svejsningen kan forfine kornene, eliminere retningsbestemmelsen af enfaset austenit, reducere adskillelsen af skadelige urenheder ved korngrænsen, og deltafasen kan opløse mere af S,
P, og kan reducere grænsefladeenergien og organisere dannelsen af interkrystallinsk flydende film.
c. Juster sammensætningen af svejsemetallegeringen. Øg indholdet af Mn, C og N passende i enfaset austenitisk stål, og tilføj en lille mængde sporstoffer såsom cerium, hakke og tantal (som kan forfine svejsestrukturen og rense korngrænser) for at reducere varme revner følsomhed.
d. procesforanstaltninger. Minimer overophedningen af den smeltede pool for at forhindre dannelsen af grove søjleformede krystaller, og brug lille linjeenergi og svejseperler med små tværsnit.
Austenitiske ståltyper af type 25-20 er f.eks. tilbøjelige til at revner i væskeform. Ved strengt at begrænse urenhedsindholdet og kornstørrelsen af basismetallet, ved at vedtage svejsemetoder med høj energitæthed, lille linjeenergi og øge afkølingshastigheden af leddene og andre foranstaltninger.
No4.Skørhed af svejsede samlinger
Varmstyrkestålet skal sikre plasticiteten af den svejste samling og forhindre højtemperaturskørhed; lavtemperaturstålet skal have god lavtemperatursejhed for at forhindre lavtemperaturskørhed af den svejste samling.
No5.Svejsedeformation er stor
På grund af den lave varmeledningsevne og store ekspansionskoefficient er svejsedeformationen stor, og en armatur kan bruges til at forhindre deformation. Svejsemetoder og valg af svejsematerialer til austenitisk rustfrit stål:
Austenitisk rustfrit stål kan svejses ved argon wolfram buesvejsning (TIG), smelteelektrode argon buesvejsning (MIG), plasma argon buesvejsning (PAW) og submerged buesvejsning (SAW).
Austenitisk rustfrit stål har lav svejsestrøm på grund af dets lave smeltepunkt, lave varmeledningsevne og høje resistivitet. Smalle svejsninger og perler bør bruges til at reducere opholdstid ved høje temperaturer, forhindre udfældning af hårdmetal, reducere svejsekrympningsspænding og reducere termisk revnefølsomhed.
Sammensætningen af svejsematerialer, især legeringselementerne af Cr og Ni, er højere end basismetallets. Svejsetilbehør, der indeholder en lille mængde (4-12%) ferrit, bruges til at sikre god revnemodstand (koldrevner, varmerevner, spændingskorrosionsrevner) af svejsningen.
Når ferritfasen ikke er tilladt eller umulig i svejsningen, bør svejsetilsatsen indeholdende Mo, Mn og andre legeringselementer vælges.
C, S, P, Si og Nb i svejsematerialerne skal være så lave som muligt. Nb vil forårsage størkningsrevner i rene austenitsvejsninger, men en lille mængde ferrit i svejsningerne kan effektivt undgås.
Til svejste konstruktioner, der skal stabiliseres eller spændingsaflastes efter svejsning, vælges normalt Nb-holdige svejsematerialer. Nedsænket buesvejsning bruges til svejsning af mellemplader, og forbrændingstabet af Cr og Ni kan suppleres med overgangen af legeringselementer i flux og svejsetråd;
På grund af den store indtrængningsdybde skal man sørge for at forhindre udviklingen af varme revner i det centrale område af svejsningen og reduktion af korrosionsbestandigheden i den varmepåvirkede zone. Vær opmærksom på valget af tyndere svejsetråd og mindre svejseledningsenergi, og svejsetråden skal være lav i Si, S og P.
Ferritindholdet i den varmebestandige rustfri stålsvejsning bør ikke overstige 5 %. Til austenitisk rustfrit stål med Cr- og Ni-indhold større end 20 %, bør der anvendes høj Mn (6-8%) svejsetråd, og alkalisk eller neutral flux bør anvendes som flux for at forhindre tilsætning af Si til svejsningen og forbedre dens modstand mod revner.
Den specielle flux til austenitisk rustfrit stål har meget lidt Si-tilsætning, som kan overføre legering til svejsningen for at kompensere for forbrændingstabet af legeringselementer for at opfylde kravene til svejseydelse og kemisk sammensætning.
