1)焊接應力產生的原因及消除的方法
異種奧氏體鋼焊接時,冷卻速度快,焊接變形大,在熱影響區就會產生很大的焊接應力,使焊縫金屬開裂,甚至剝離。(焊接應力按作用的時間可分為焊接瞬時應力和焊接殘余應力)焊后要用石棉被或其他材料包裹焊縫,進行緩冷,使焊接應力在后緩冷卻過程中消除。
根據奧氏體鋼類型和所采用的焊接材料與工藝,焊接接頭可能產生三種類型的晶間腐蝕。它們是“焊縫晶間腐蝕”、熔合區的“刀狀腐蝕”和熱影響區的“敏化區腐蝕”。奧氏體鋼晶界處析出碳化鉻,造成大量的鉻從奧氏體固熔體中析出,使生成碳化鉻的晶界上形成貧鉻現象(Cr含量<10%~12%)而碳化鉻本身不耐腐蝕,并從晶界迅速向縱深發展,破壞了晶粒間的聯系和結合,在腐蝕介質強烈的作用下,貧鉻區優先腐蝕,致使晶粒脫落,即產生晶間腐蝕。從表面看沒有明顯變化,一旦受力,就會沿晶間斷裂。
2)應力腐蝕開裂原因及防止措施
(A)應力腐蝕開裂特點及原因。應力腐蝕開裂是奧氏體鋼焊接區比較嚴重的失效形式,是一種無塑性變形的脆性破壞,危害非常嚴重。應力腐蝕裂紋一般均發生在焊縫表面,并深入焊縫金屬內部,尖部多分枝,主要穿過奧氏體晶粒,少量穿過晶界處的鐵素體晶粒。應力腐蝕開裂的原因主要有如下幾種:
A)焊接區存在殘余拉伸應力;
B)焊縫結晶組織以及在焊接區碳化物析出;
C)焊接接頭區存在局部濃縮和沉積的介質。
(B)防止應力腐蝕開裂的措施有如下幾個方法:
A)設計方面。合理地設計焊接接頭,避免腐蝕介質在接頭部位聚集,降低或消除接頭的應力集中。
B)減少或消除焊接殘余應力,采用合理的焊接順序,減小拘束度,焊后進行熱處理。
C)材料選擇方面。要合理地選擇母材和焊接材料,通常采用超合金化的焊接材料,使焊縫金屬中的耐蝕合金元素(如Cr、Mo、Ni等)含量高于母材。
D)焊接工藝方面。采用合理的焊接工藝,如焊接熱源集中,線能量要小,快速冷卻等,這樣可減少碳化物的析出和避免接頭組織過熱。