不锈钢焊接热裂的原因及解决方法.doc

一、304不锈钢是奥氏体不锈钢，相当于1Cr19Ni9.SUS304不锈钢是0Gr18Ni9的材质，产生热裂纹的可能性比较大，奥氏体不锈钢有一个特点：他在900多度以上时是奥氏体，900多度以下至600多度时是马氏体，温度继续下降，就又转变为奥氏体。焊接时接口开裂就是在马氏体阶段开裂的。解决的方法：减小一下焊接时的热输入量，加大焊后水冷却的工艺，使其在马氏体阶段的时间缩短，避免焊件在敏感的温度区间停留，接口就不会裂了。二、不锈钢的焊接1、奥氏体不锈钢的焊接不锈钢是不锈钢和耐酸钢的总称，钢中所加合金元素在10%（质量分数）以上，属于高合金钢。它包括奥氏体型、马氏体型、铁素体型、奥氏体马氏体型和沉淀硬化型五类。焊接奥氏体不锈钢（0Cr18Ni9、00Cr18Ni9、0Cr18Ni12Mo2、00Cr18Ni12Mo2、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo3Ti等）主要问题是热裂纹焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区所产生的焊接热裂纹、脆化、晶间腐蚀沿金属晶粒边界发生的腐蚀破坏现象。和应力腐蚀开裂金属材料（包括焊接接头）在一定温度下受腐蚀介质和拉应力的共同作用而产生的裂纹。此外，因导热性差，线膨胀系数大，焊接变形也大。1)热裂纹 与结构钢相比，它的热裂纹倾向较大，在焊 缝及热影响区均可能出现热裂纹。最常见的是焊缝结晶裂纹在焊缝凝固过程的后期所形成的焊接裂纹，时在热影响区和多层焊层间还会出现液化裂纹。含镍量越高，产生热烈倾向越大，而且越不容易控制。;防止措施：a.严格限制硫、磷等杂质的含量。b.调整焊缝金属组织，以奥氏体为主的双相组织具有良好抗裂性。c.调整焊缝金属合金成分，在单相稳定奥氏钢中适当增加锰、碳、氮的含量。d.采用小线能量及小截面焊道2)接头脆化 奥氏体钢焊接接头的低温脆化和高温脆化是值得注意的问题防止措施：a.严格控制焊缝中铁素体含量（体积分数）27%，因为475脆化和相脆化易出现在铁素体中。b.多层焊时采用较小线能量，以减少熔池体积，提高冷却速度，缩短高温滞留时间。3）晶间腐蚀 有三种形式：焊缝的晶间腐蚀；热影响区的“敏化区腐蚀”-敏化区腐蚀在焊接热循环作用下，奥氏体不锈钢焊接热影响区中，被加热到易引起晶间腐蚀的敏化温度（理论上为450-850）的部位，称为敏化区。在敏化区发生的晶间腐蚀现象； 刀蚀发生在焊接接头近缝区一个狭带（小于1mm）上的晶间腐蚀。这种腐蚀的破坏形式像刀的切口，故称为刀蚀 。;防止措施：a.尽量降低母材及焊缝中含碳量；b.采用热量集中的焊接方法，小的焊接线能量，多道焊、焊缝背面加铜衬垫等措施使接头快速冷却，使焊缝和热影响区在450850的停留时间尽量缩短；c.在钢中添加稳定化元素Ti、Nb等；d.在钢及焊缝金属中加铁素体形成元素，从而获得奥氏体加少量铁素体的双相组织；e.焊后进行固溶处理（加热至10501150，保温后淬火）或稳定化处理（加热至850保温2h后空冷）。;4)应力腐蚀开裂 随材料腐蚀介质及拉应力大小的不同，开裂的断口可能是沿晶的，也可能是穿晶的，还可能是两种皆有的混合形式。焊接残余应力是引起应力腐蚀开裂的主要原因。接头过热区对这种开裂最敏感。;减缓或防止措施：a.焊后消除或减少焊接残余应力；b.选用奥氏体铁素体双相组织的母材或焊接材料；c.采用高Ni（达40%）的铬镍不锈钢焊条。焊接奥氏体不锈钢常采用焊接方法有手工电弧焊、