異種鋼的焊接問題及解決措施

異種鋼焊接的定義

一般情況下，異種鋼焊接是指將多種材質(zhì)的鋼材，通過焊接的方式進(jìn)行連接，使其熔融在一起，比如最為常見的異種鋼焊接有馬氏體鋼與珠光體剛焊接、非奧氏體鋼與奧氏體鋼焊接和貝氏體鋼與珠光體鋼焊接等。

二．異種鋼焊接的接頭特點(diǎn)

就焊接的本質(zhì)而言，異種鋼焊接接頭與同種鋼焊接接頭之間存在著差異性，這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，歸根結(jié)底是兩側(cè)位置的焊接熱影響區(qū)域、熔敷金屬熱影響區(qū)域以及母材不均勻。第一，化學(xué)成分不夠均勻。在焊接鋼材期間，加熱時(shí)兩側(cè)位置的母材融化量、母材融化區(qū)和融敷金屬的各類成分受到稀釋作用的影響而出現(xiàn)不同程度的變化，導(dǎo)致化學(xué)成分存在著嚴(yán)重的不均勻現(xiàn)象。第二，組織成分不夠均勻。接頭內(nèi)部的所有組織因?yàn)槭艿胶附訒r(shí)的熱循環(huán)影響而出現(xiàn)不均勻的問題。另外，在極個(gè)別的區(qū)域范圍內(nèi)，還將會(huì)出現(xiàn)具有復(fù)雜性的組織結(jié)構(gòu)。第三，應(yīng)力場(chǎng)分布不夠均勻。異種鋼焊接接頭位置的導(dǎo)熱系數(shù)和膨脹系數(shù)受到成分和組織變化等因素影響，呈現(xiàn)出差異性。塑性區(qū)域也因?yàn)闊崤蛎浵禂?shù)的不同而不同。熱應(yīng)力也因受到導(dǎo)熱系數(shù)的影響而出現(xiàn)不同。當(dāng)熱應(yīng)力和組織應(yīng)力共同產(chǎn)生作用的時(shí)候，將會(huì)在異種鋼焊接的接頭位置形成應(yīng)力峰值，導(dǎo)致接頭發(fā)生斷裂。三．異種鋼焊縫技術(shù)成分與組織控制

因?yàn)楹附赢惙N鋼時(shí)母材與焊材不同，需要對(duì)焊接金屬的性能、組織以及成分進(jìn)行推算。對(duì)稀釋率產(chǎn)生影響的因素有以下4種：第一，預(yù)熱情況的影響。若是預(yù)熱的溫度增加，那么將會(huì)因?yàn)槿凵钤黾佣龃笃湎♂屄?。若是預(yù)熱的溫度下降，那么將會(huì)因?yàn)槿凵顪p少而降低稀釋率。所以在進(jìn)行處理的時(shí)候，合理控制預(yù)熱溫度，適中處理。第二，焊接參數(shù)影響。當(dāng)電流量越大時(shí)，稀釋率也就越大，當(dāng)焊接速度降低時(shí)，稀釋率也就越低。焊接參數(shù)值受到母材熔化單位面積的大小影響。第三，焊接接頭形式。當(dāng)坡口增大時(shí)，將會(huì)降低稀釋率。當(dāng)坡口減小時(shí)，稀釋率變化將基本保持穩(wěn)定。第四，焊接方法。

四．異種鋼焊接時(shí)的碳元素處理問題

火電廠管道異種鋼焊接期間，施工者將面臨著碳遷移問題，若是處理措施不當(dāng)，勢(shì)必會(huì)造成熔合線周圍位置有擴(kuò)散帶出現(xiàn)，同時(shí)在珠光體一側(cè)位置出現(xiàn)脫碳層。除此之外，還會(huì)導(dǎo)致在相鄰?qiáng)W氏體焊縫一側(cè)位置出現(xiàn)增碳層。倘若脫碳層從原來的珠光體轉(zhuǎn)化為鐵素體，將會(huì)降低本身硬度值，出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，由此以來，極容易產(chǎn)生大粒徑的顆粒。鉻的碳化物被析出，使得增碳層被硬化，大幅度降低高溫強(qiáng)度?；痣姀S管道異種鋼焊接縫隙脆性隨之強(qiáng)化。若焊接異種鋼期間，熔合線周圍發(fā)生碳遷移現(xiàn)象，則表明在焊接頭處有著很大的可能性，已經(jīng)出現(xiàn)了低應(yīng)力蠕變斷裂現(xiàn)象，接頭效用喪失。焊接異種鋼的溫度不超過650℃時(shí)，析出碳化物需要較長(zhǎng)的時(shí)間，且伴隨著時(shí)間拉長(zhǎng)，析出的碳化物也持續(xù)增加。焊接異種鋼的溫度超過650℃時(shí)，析出的碳化物將會(huì)先增加，且隨著時(shí)間的增加而不斷減少。若是焊接異種鋼時(shí)對(duì)溫度控制不夠準(zhǔn)確，勢(shì)必會(huì)影響碳化物，導(dǎo)致焊接接頭效用喪失。

五．優(yōu)化異種鋼焊接技術(shù)

焊接異種鋼選擇的焊接技術(shù)至關(guān)重要，除了密切聯(lián)系焊接質(zhì)量以外，還要考慮對(duì)焊接之后各項(xiàng)處理工作產(chǎn)生的影響。所以，在異種鋼焊接過程中，選擇的焊接技術(shù)要從以下幾個(gè)角度展開。第一，需保障焊接異種鋼時(shí)采取的方法達(dá)到焊接時(shí)所提出的質(zhì)量需求，最大限度地將熔合比降低，通過這種方法以有效降低裂紋出現(xiàn)的幾率。除此之外，在對(duì)焊接方法進(jìn)行優(yōu)化選擇的時(shí)候，還需要考慮其經(jīng)濟(jì)性和先進(jìn)性。第二，焊接異種鋼時(shí)，可利用焊條。通過焊條電弧焊焊接異種鋼，主要是由于焊條的類型相對(duì)較多，在焊接的時(shí)候，能夠表現(xiàn)出良好的適應(yīng)能力。焊接高鉻馬氏體鋼和珠光體鋼時(shí)，可選擇使用二氧化碳作為保護(hù)氣體。在焊接高合金異種鋼時(shí)，可選擇使用氬弧焊實(shí)施焊接。若是焊接的異種鋼構(gòu)件相對(duì)簡(jiǎn)單，那么此時(shí)可選擇使用擴(kuò)散焊接或者是釬焊的方式完成。

六．優(yōu)化異種鋼焊接水平

首先要選擇合適的焊接方式完成異種鋼焊接，提高焊接方式的合理性與科學(xué)性，保障焊接質(zhì)量和焊接效率。所以，在選擇焊接方式的時(shí)候，首先要與實(shí)際工程情況相結(jié)合，適當(dāng)?shù)貙⑷酆媳冉档?，杜絕裂痕現(xiàn)象出現(xiàn)。其次要充分考慮焊接技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性與先進(jìn)性。在焊接接頭位置時(shí)，需綜合考量稀釋率，就較大厚度的異種鋼而言，焊接過程中需采用U型焊接坡口或X型焊接坡口。選擇異種鋼焊接電流、焊接速度以及焊接層數(shù)時(shí)，可適當(dāng)性地降低母材熔化。若是在