不锈钢等离子弧焊试验研究(2)
1.1课题来源及研究意义
1912年，Harry Brearly在英国发明了不锈钢，随后德国人利用Cr--Ni合金具有耐腐蚀性的原理发明了18—8型奥氏体不锈钢。第一次世界大战刺激了不锈钢的发展，使之从一个发明真正变为一种大规模工业化生产的产品。80年代以后，尽管钢材的总需求量始终徘徊不前， 但不锈钢却以其旺盛的生命力始终保持着逐年连续稳步增长的势头。可以看出1975～1985年十年间不锈钢每年需求增长量是 3.4%～4%，而1985年～1995年十年间不锈钢每年的需求增长量提高到4%～5%。专家一致认为：在未来十年中，不锈钢需求量的年增长仍保持在4%～5%，而钢材的总需求量却保持不变。自不锈钢诞生以来，不锈钢的焊接及不锈钢的焊材也就应运而生。
随着不锈钢在工业发展中日趋重要的位置不锈钢的焊接也越来越重要。这就体现在怎么提高不锈钢的焊接质量与焊接速度上[1-9]。
1.2不锈钢的焊接性及工艺措施
不锈钢[10][11]是指在大气、水、酸溶液、碱溶液和盐溶液或其它腐蚀性介质中具有高度化学稳定性的合金钢的总称。通常所说的不锈钢实际是“不锈钢”和“耐酸钢”的总称。通常不锈钢是按其正火组织的不同分为五大类奥氏体型、铁素体型、马氏体型、奥氏体一铁素体双相型和沉淀硬化钢。其中铁素体型和马氏体型属于铬钢,其它为铬-镍钢。
1.2.1奥氏体不锈钢
奥氏体钢以Cr-Ni钢为典型，通常分为三大系列。一种是以Cr18Ni8为代表的18-8钢；一种是以Cr25Ni20为代表的25-20钢；一种是25-35钢。其中最为常用的是18-8系列钢。
奥氏体不锈钢具有良好的塑性、韧性和耐腐蚀性，只要不误用焊接填充材料，焊接处的强度不是考虑的主要问题。这类不锈钢的焊接主要需解决两个问题：一是热裂纹,，这与奥氏体不锈钢的晶界特征和某些微量元素如硫、磷等有关；二是焊接变形大。
为避免奥氏体不锈钢焊接热裂纹,应采取以下措施：1.控制焊缝中的铬镍比；2.在焊缝金属中严格限制硼、硫、磷和硒等有害元素的含量，对不允许存在铁素体的奥氏体焊缝可以加入适当的锰和少量的碳与氮,同时减少硅的含量；3.采用适当的焊接坡口和焊接方法，使母料金属在焊缝中所占分量减少；5.选用低氢型焊条和无氧焊剂；4.选用小热输入，即小电流快速焊，多层焊时层间温度不宜太高，宜采用窄焊缝的操作；6.选择合理的焊接结构和焊接顺序，尽量减少焊接应力的产生。
1.2.2铁素体不锈钢
铁素体钢分为普通铁素体钢和高纯铁素体钢。其中最常用的铁素体钢是以Cr17为代表的高铬钢，在常温下具有铁素体组织，如1Cr17Ti、0Cr17Ti、1Cr25Ti等，它主要用作热稳定钢。
铁素体钢不如奥氏体钢容易焊接，除了产生晶间腐蚀外，主要焊接问题是475℃脆化和950℃～1000℃的高温脆化。475℃脆化主要出现在Cr含量超过15%的铁素体钢中，在430℃～480℃之间长期加热并缓冷，就可能导致在常温或负温时出现脆化现象。950℃～1000℃的高温脆性，当铁素体钢加热至这一温度以上后急冷至室温,塑性和韧性显著降低。
为避免脆化出现，应采取以下工艺措施：1.焊前预热，预热温度随铬含量的提高而提高，一般为100℃～200℃左右。2.焊后750℃～850℃ 的退火处理，快冷。3.小能量焊接。4.在不宜进行预热和焊后热处理的情况下，可采用普通奥氏体钢焊接材料，但要合理选用。
1.2.3马氏体不锈钢
马氏体钢分为普通Cr13钢，热强马氏体钢，超低碳复相马氏体钢。其中以Cr13为代表的钢最为常用，在常温下具有马氏体组织。
上一篇：锆及合金的焊接性研究+文献综述
下一篇：等离子弧复合熔覆层成分与性能研究