Sveisemetode av martensittisk rustfritt stål og dupleks rustfritt stål

1. Hva er martensittisk rustfritt stål og dupleks rustfritt stål?

Mikrostrukturen er martensittisk ved romtemperatur, og dens mekaniske egenskaper kan justeres ved varmebehandling. I lekmannstermer er det en type herdbart rustfritt stål. Stålkvalitetene som tilhører martensittisk rustfritt stål inkluderer 1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13, 3Cr13Mo, 1Cr17Ni2, 2Cr13Ni2, 9Cr18, 9Cr18MoV, etc.

2. Vanlige sveisemetoder

Sveising Martensittisk rustfritt stål kan sveises med ulike buesveisemetoder. Foreløpig er elektrodebuesveising fortsatt hovedmetoden, men bruk av karbondioksidgassskjermet sveising eller argon- og karbondioksidblandingsgassskjermet sveising kan i stor grad redusere hydrogeninnholdet i sveisen, og dermed redusere sveisens følsomhet overfor kald sprekkdannelse.

3. Vanlige sveisematerialer

(1) Cr13 martensittiske rustfrie stålelektroder og ledninger

Vanligvis, når sveisen har høye styrkekrav, kan bruken av en Cr13 martensittisk rustfri stålelektrode og tråd gjøre den kjemiske sammensetningen til sveisemetallet lik den til basismetallet, men sveisen har større tendens til kaldsprekker.

forholdsregler:

en. Forvarming før sveising er nødvendig, og forvarmingstemperaturen bør ikke overstige 450°C for å hindre sprøhet ved 475°C. Etter sveising utføres varmebehandling. Varmebehandlingen etter sveising er å avkjøle til 150-200 ° C, holde den varm i 2 timer slik at alle deler av austenitten omdannes til martensitt, og deretter umiddelbart utføre høytemperaturtempering, oppvarming til 730-790 ° C , og deretter holdetiden er hver 1 mm platetykkelse er 10 min, men ikke mindre enn 2 timer, og til slutt luftkjølt.

b. For å forhindre sprekker bør innholdet av S og P i elektroder og ledninger være mindre enn 0.015 %, og innholdet av Si bør ikke være større enn 0.3 %. Økningen i Si-innhold fremmer dannelsen av grov primær ferritt, noe som resulterer i en reduksjon i plastisiteten til leddet. Karboninnholdet bør generelt være lavere enn for basismetallet, noe som kan redusere herdbarheten.

(2) Cr-Ni austenittiske rustfrie stålelektroder og ledninger

Cr-Ni austenittisk stål-type sveisemetall har god plastisitet, som kan avlaste spenningen som genereres under martensittisk transformasjon i den varmepåvirkede sonen. I tillegg har Cr-Ni austenittisk rustfritt stålsveis høy løselighet for hydrogen, noe som kan redusere diffusjonen av hydrogen fra sveisemetallet til den varmepåvirkede sonen og effektivt forhindre kalde sprekker, så forvarming er ikke nødvendig. Men styrken til sveisen er lav og kan ikke forbedres ved varmebehandling etter sveising.

4. Vanlige sveiseproblemer

(1) sveising kald sprekk

På grunn av det høye krominnholdet i martensittisk rustfritt stål, er dets herdbarhet betydelig forbedret. Uavhengig av den opprinnelige tilstanden før sveising, vil sveising alltid produsere en martensittstruktur i området nær sømmen. Ettersom herdingstendensen øker, er skjøten også mer følsom for kaldoppsprekking, spesielt i nærvær av hydrogen, og martensittisk rustfritt stål vil også gi farligere hydrogenindusert forsinket sprekkdannelse.

måle:

1) Avkjølingshastigheten kan reduseres ved å bruke en sveisestrøm med stor linjeenergi og stor sveisestrøm;

2) For forskjellige ståltyper er temperaturen mellom lagene forskjellig, vanligvis ikke lavere enn forvarmingstemperaturen;

3) Avkjøl sakte til 150-200°C etter sveising, og utfør varmebehandling etter sveising for å eliminere restspenning, fjerne diffust hydrogen i skjøten og forbedre strukturen og ytelsen til skjøten.

(2) Sprøhet av den varmepåvirkede sonen

Martensittisk rustfritt stål, spesielt martensittisk rustfritt stål med høyere ferrittdannende elementer, har større tendens til kornvekst. Når kjølehastigheten er liten, produseres grov ferritt og karbider lett i den varmepåvirkede sveisesonen; når kjølehastigheten er høy, vil den varmepåvirkede sonen herde og danne grov martensitt. Disse grove strukturene reduserer plastisiteten og seigheten til den sveisede varmepåvirkede sonen av martensittisk rustfritt stål og forårsaker sprøhet.

måle:

1) Kontroller en rimelig kjølehastighet;

2) Velg forvarmingstemperaturen med rimelighet, og forvarmingstemperaturen bør ikke overstige 450°C, ellers kan skjøtene bli sprø ved 475°C hvis de utsettes for høye temperaturer i lang tid;

3) Rimelig utvalg av sveisematerialer for å justere sammensetningen av sveisen for å unngå generering av grov ferritt i sveisen så mye som mulig.

5. Sveiseprosess

1) Forvarming før sveising

Forvarming før sveising er det viktigste teknologiske tiltaket for å forhindre kalde sprekker. Når massefraksjonen av C er 0.1%~0.2%, er forvarmingstemperaturen 200~260°C, og den kan forvarmes til 400~450°C for sveisinger med høy stivhet.

2) Avkjøling etter sveising

Etter sveising bør sveisingen ikke tempereres direkte fra sveisetemperaturen, fordi austenitten kanskje ikke blir fullstendig transformert under sveiseprosessen. Hvis temperaturen heves og tempereres umiddelbart etter sveising, vil karbider felle ut langs austenittkorngrensen og austenitt Transformasjon til perlitt gir en grovkornet struktur som reduserer seigheten betydelig. Derfor bør sveisingen avkjøles før herding, slik at austenitten i sveise- og varmepåvirket sone i utgangspunktet dekomponeres. For sveisinger med lav stivhet kan den avkjøles til romtemperatur og deretter tempereres; for sveisinger med stor tykkelse kreves en mer komplisert prosess; etter sveising, avkjøl til 100-150°C, hold varm i 0.5-1 time, og varm deretter opp til tempereringstemperatur.

3) Varmebehandling etter sveising

Hensikten er å redusere hardheten til sveisen og den varmepåvirkede sonen, forbedre plastisiteten og seigheten og samtidig redusere restspenningen. Varmebehandling etter sveis deles inn i herding og fullstendig gløding. Tempereringstemperaturen er 650-750°C, hold i 1 time og luftavkjølt; hvis sveisingen må bearbeides etter sveising, for å oppnå lavest hardhet, kan fullstendig gløding brukes. Glødetemperaturen er 830-880°C, og varmekonserveringen er 2 timer. Deretter luftkjøles.

4) Valg av sveisestang

Elektroder for sveising av martensittisk rustfritt stål er delt inn i to kategorier: krom rustfrie stålelektroder og krom-nikkel austenittiske rustfrie stålelektroder. Vanlige brukte elektroder i rustfritt krom er E1-13-16 (G202) og E1-13-15 (G207); Vanligvis brukte krom-nikkel austenittiske rustfrie stålelektroder er E0-19-10-16 (A102), E0-19-10-15 (A107), E0-18-12Mo2-16 (A202), E0-18-12Mo2-15 (A207), etc.

Sveising av dupleks rustfritt stål

1. Sveisbarhet av dupleks rustfritt stål

Sveisbarheten til dupleks rustfritt stål kombinerer fordelene med austenittisk stål og ferritisk stål og reduserer deres respektive mangler.

(1) Følsomheten for varme sprekker er mye mindre enn for austenittisk stål;

(2) Følsomheten for kalde sprekker er mye mindre enn for generelt lavlegert høyfast stål;

(3) Etter at den varmepåvirkede sonen er avkjølt, beholdes alltid mer ferritt, og øker dermed korrosjonstendensen og følsomheten for hydrogenindusert sprekkdannelse (sprøhet);

(4) Dupleks sveisede skjøter i rustfritt stål kan utløse δ-fasesprøhet. δ-fasen er en intermetallisk forbindelse av Cr og Fe. Formasjonstemperaturen varierer fra 600 til 1000 ° C. Ulike ståltyper har forskjellige temperaturer for å danne δ-fasen;

(5) Dupleks rustfritt stål inneholder 50 % ferritt, som også har sprøhet ved 475°C, men er ikke like følsomt som ferritisk rustfritt stål;

2. Valg av sveisemetode

TIG sveising er førstevalget for dupleks stålsveising, etterfulgt av elektrodebuesveising. Når neddykket buesveising brukes, bør varmetilførsel og mellomlagstemperatur kontrolleres strengt, og store fortynningshastigheter bør unngås.

Merknad:

Ved bruk av TIG-sveising anbefales det å tilsette 1-2 % nitrogen til dekkgassen (hvis N overstiger 2 %, vil det øke tendensen til porer og lysbuen er ustabil), slik at sveisemetallet absorberer nitrogen (for å hindre overflatearealet av sveisen fra diffunderende tap av nitrogen), noe som bidrar til å stabilisere austenittfasen i sveiseskjøten.

3. Valg av sveisetilsatsmaterialer

Sveisetilsatsmaterialer med høyere austenittdannende elementer (Ni, N, etc.) velges for å fremme omdannelsen av ferritt til austenitt i sveisen.

2205 stål bruker for det meste 22.8.3L sveisetråd eller wire, og 2507 stål bruker stort sett 25.10.4L sveisetråd eller 25.10.4R sveisestang.

4. Sveisepunkter

(1) Kontroll av sveisevarmeprosessen Sveisevarmeenergi, mellomlagstemperatur, forvarming og materialtykkelse vil alle påvirke kjølehastigheten under sveising, og dermed påvirke strukturen og ytelsen til sveisen og den varmepåvirkede sonen. For å oppnå de beste sveisemetallegenskapene anbefales det at den maksimale interpasstemperaturen kontrolleres til 100°C. Når varmebehandling er nødvendig etter sveising, kan det hende at interpass-temperaturen ikke er begrenset.

(2) Ettersveis varmebehandling Det er best å la være varmebehandle dupleks rustfritt stål etter sveising. Når varmebehandling er nødvendig etter sveising, er varmebehandlingsmetoden som brukes, vannkjøling. Under varmebehandling bør oppvarmingen være så rask som mulig, og holdetiden ved varmebehandlingstemperaturen er 5 til 30 minutter, noe som bør være tilstrekkelig til å gjenopprette fasebalansen. Metalloksidasjon er svært alvorlig under varmebehandling, og inertgassbeskyttelse bør vurderes.