异种钢的焊接问题及解决措施

阿斯米 · 发表于 2023-11-21 08:37:27

一．异种钢焊接的定义
一般情况下，异种钢焊接是指将多种材质的钢材，通过焊接的方式进行连接，使其熔融在一起，比如最为常见的异种钢焊接有马氏体钢与珠光体刚焊接、非奥氏体钢与奥氏体钢焊接和贝氏体钢与珠光体钢焊接等。
二．异种钢焊接的接头特点
就焊接的本质而言，异种钢焊接接头与同种钢焊接接头之间存在着差异性，这种现象出现的原因，归根结底是两侧位置的焊接热影响区域、熔敷金属热影响区域以及母材不均匀。第一，化学成分不够均匀。在焊接钢材期间，加热时两侧位置的母材融化量、母材融化区和融敷金属的各类成分受到稀释作用的影响而出现不同程度的变化，导致化学成分存在着严重的不均匀现象。第二，组织成分不够均匀。接头内部的所有组织因为受到焊接时的热循环影响而出现不均匀的问题。另外，在极个别的区域范围内，还将会出现具有复杂性的组织结构。第三，应力场分布不够均匀。异种钢焊接接头位置的导热系数和膨胀系数受到成分和组织变化等因素影响，呈现出差异性。塑性区域也因为热膨胀系数的不同而不同。热应力也因受到导热系数的影响而出现不同。当热应力和组织应力共同产生作用的时候，将会在异种钢焊接的接头位置形成应力峰值，导致接头发生断裂。
三．异种钢焊缝技术成分与组织控制
因为焊接异种钢时母材与焊材不同，需要对焊接金属的性能、组织以及成分进行推算。对稀释率产生影响的因素有以下 4 种：第一，预热情况的影响。若是预热的温度增加，那么将会因为熔深增加而增大其稀释率。若是预热的温度下降，那么将会因为熔深减少而降低稀释率。所以在进行处理的时候，合理控制预热温度，适中处理。第二，焊接参数影响。当电流量越大时，稀释率也就越大，当焊接速度降低时，稀释率也就越低。焊接参数值受到母材熔化单位面积的大小影响。第三，焊接接头形式。当坡口增大时，将会降低稀释率。当坡口减小时，稀释率变化将基本保持稳定。第四，焊接方法。
四．异种钢焊接时的碳元素处理问题
火电厂管道异种钢焊接期间，施工者将面临着碳迁移问题，若是处理措施不当，势必会造成熔合线周围位置有扩散带出现，同时在珠光体一侧位置出现脱碳层。除此之外，还会导致在相邻奥氏体焊缝一侧位置出现增碳层。倘若脱碳层从原来的珠光体转化为铁素体，将会降低本身硬度值，出现软化现象，由此以来，极容易产生大粒径的颗粒。铬的碳化物被析出，使得增碳层被硬化，大幅度降低高温强度。火电厂管道异种钢焊接缝隙脆性随之强化。若焊接异种钢期间，熔合线周围发生碳迁移现象，则表明在焊接头处有着很大的可能性，已经出现了低应力蠕变断裂现象，接头效用丧失。焊接异种钢的温度不超过 650℃时，析出碳化物需要较长的时间，且伴随着时间拉长，析出的碳化物也持续增加。焊接异种钢的温度超过 650℃时，析出的碳化物将会先增加，且随着时间的增加而不断减少。若是焊接异种钢时对温度控制不够准确，势必会影响碳化物，导致焊接接头效用丧失。
五．优化异种钢焊接技术
焊接异种钢选择的焊接技术至关重要，除了密切联系焊接质量以外，还要考虑对焊接之后各项处理工作产生的影响。所以，在异种钢焊接过程中，选择的焊接技术要从以下几个角度展开。第一，需保障焊接异种钢时采取的方法达到焊接时所提出的质量需求，最大限度地将熔合比降低，通过这种方法以有效降低裂纹出现的几率。除此之外，在对焊接方法进行优化选择的时候，还需要考虑其经济性和先进性。第二，焊接异种钢时，可利用焊条。通过焊条电弧焊焊接异种钢，主要是由于焊条的类型相对较多，在焊接的时候，能够表现出良好的适应能力。焊接高铬马氏体钢和珠光体钢时，可选择使用二氧化碳作为保护气体。在焊接高合金异种钢时，可选择使用氩弧焊实施焊接。若是焊接的异种钢构件相对简单，那么此时可选择使用扩散焊接或者是钎焊的方式完成。
六．优化异种钢焊接水平
首先要选择合适的焊接方式完成异种钢焊接，提高焊接方式的合理性与科学性，保障焊接质量和焊接效率。所以，在选择焊接方式的时候，首先要与实际工程情况相结合，适当地将熔合比降低，杜绝裂痕现象出现。其次要充分考虑焊接技术的经济性与先进性。在焊接接头位置时，需综合考量稀释率，就较大厚度的异种钢而言，焊接过程中需采用 U 型焊接坡口或 X 型焊接坡口。选择异种钢焊接电流、焊接速度以及焊接层数时，可适当性地降低母材熔化。若是在进行焊接的时候有 2 种母材，其中有一种母材属于淬硬钢，那么在实施焊接前，需展开预热处理，以焊接材料为依据，合理选择加热温度。预处理要以需要进行焊接的钢材型号为依据，合理地选择加热温度。
结束语异种钢的应用已经变得极为普遍，在焊接期间，受多种因素影响而出现各类问题，为保证焊接质量，只有不断优化，提出应对措施，才可以实现焊接质量提升。更多动态，请关注我们官方网站：www.asimi8.com，或者关注我们的微信、抖音、快手等平台：asmecn，小编微信号:asimi888，也欢迎大家前来投稿。
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