《1633编号焊接冶金学及金属材料焊接习题答案模块八》由会员分享，可在线阅读，更多相关《1633编号焊接冶金学及金属材料焊接习题答案模块八（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、模块八 8-1 答： 奥氏体不锈钢中含镍8%25%，在焊接的时候，焊接接头容易出现应力开裂和热裂纹， 为了保证焊接接头的质量，需要选择正确的工艺方法，焊接工艺要点如下： 正确选择焊接材料，选择焊接材料的原则是焊缝金属的合金成分与母材成分基本相同， 并降低焊缝中碳、磷和硫等杂质的含量； 选择合理的焊接方法，奥氏体不锈钢具有良好的焊接性，可以采用焊条电弧焊，埋弧焊， 惰性气体保护焊和等离子焊等焊接方法； 焊前的准备，包括下料方法，坡口的加工方法，焊前的清理和表面的防护等； 焊接工艺参数，焊接电流，电弧电压，焊接速度，焊丝或焊条的直径等。 焊后表面处理方法，不锈钢焊接以后进行表面处理，以增加其抗腐蚀
2、的能力，处理的方 法有表面抛光，酸洗和钝化处理等； 焊后检验，焊后除了进行一般的焊接缺陷检验以外，还要进行耐腐蚀性试验。 8-2 答： （1）焊接性分析奥氏体不锈钢焊接的主要问题是焊接接头晶间腐蚀、应力腐蚀裂纹、 焊接接头热裂纹和焊接接头的力学性能，晶间腐蚀是奥氏体不锈钢板一种危险的破坏形式， 通过调整焊缝金属组织，同样可以改善焊缝金属抗晶间腐蚀的能力。应力腐蚀发生在有应力 作用的条件下， 奥氏体不锈钢的热物理性能导热性差，线胀系数大，在相同的条件下，焊接 残余应力较大， 为防止产生应力腐蚀开裂，合理调整焊缝成分。奥氏体不锈钢焊接时，焊缝 和近缝区均可产生热裂纹，这是因为奥氏体钢的物理性能有其
3、独特之处。为了防止热裂纹， 通常采用同材质的焊缝金属，应尽量选择含杂质较低的焊接材料，选择母材时也是如此，为 提高镍含量大于15%的奥氏体钢的抗裂性，可采用奥氏体加一次碳化物或奥氏体加硼化物 的双相组织， 这样不会损坏焊接接头的高温性能。若在高温环境中，作为热强钢或在低温下 工作时，就应该注意低温脆化和高温脆化问题。 （2）焊接工艺特点奥氏体不锈钢的焊接，除一般结构钢的焊接工艺特点之外，还有 其独特之处。 1）由于奥氏体不锈钢热导率小，线胀系数大，自由状态焊接时易产生较大的 焊接变形。通常选用焊接线能量比较集中、快速焊接的方法。2）为了防止过热，保证获得 一定尺寸的焊缝，与低合金钢所用的焊接电
4、流相比，焊接电流一般要小于10%20% ；应尽 量采用细焊丝。3）埋弧自动焊接时焊丝外伸长度要短些，焊丝直径为23mm 时，外伸长 度应小于2030mm；采用电弧焊接时，焊丝或焊芯中含有亲氧合金元素钛、铌、铬、铝等， 应采用短电弧焊接，并尽量不做摆动而以直线运条，防止合金元素烧损。也可以采用焊条电 弧焊， 编写工艺文件，焊接方法选择，坡口形式及坡口尺寸，焊接工艺参数包括焊条的选择 与烘干，坡口的加工方法，坡口的检验，焊接表面清理，施焊的环境及焊后热处理，埋弧焊 时要选择合适的焊接参数，主要包括焊接电流，电弧电压，焊接速度，焊接材料，焊丝的直 径，焊丝的偏移量，焊丝伸出的长度，电流种类及电极极性
5、等。 8-3 答： 马氏体不锈钢是在铁素体不锈钢的基础上，适当增加含碳量，减少含铬量， 高温时可以 获得较多的奥氏体组织，快速冷却后，得到马氏体组织钢，由于Cr 的含量在12%以上，在 焊接的时候容易出现焊接接头脆化，容易产生冷裂纹和焊接热影响区容易软化等问题，所以 在焊接时，控制好冷却速度，降低碳和氢的含量，提高马氏体不锈钢的焊接性。 8-4 答： 由于马氏体不锈钢在焊接时容易出现焊接接头脆化，产生冷裂纹等问题，所以在焊接时 应采取如下工艺方法： (1) 焊前预热当 wc 为 0.1%0.2%时，预热温度为200 260，对刚性比较高的 焊件可预热到400 500； (2) 回火前应使焊接冷
6、却让焊缝和热影响区的奥氏体基本上分解完毕，避免出现粗大 晶粒，提高焊接接头的韧性； （3）焊后进行热处理目的是降低焊缝和热影响区的硬度，改善焊缝的塑性和韧性， 同时减少焊接残余应力； （4）焊条的选用选用焊条的原则是焊缝的合金成分与母材成分基本相同，焊接马氏 体不锈钢所用的焊条从铬镍不锈钢焊条中选用。 （5）正确选用焊接方法焊接马氏体不锈钢的焊接方法有焊条电弧焊，埋弧焊，氩弧 焊和二氧化碳气体保护焊接等。 8-5 答： (1) 焊接性马氏体不锈钢具有高的硬度、高耐磨性、 耐疲劳特性、 耐热性并兼有适当 的耐腐蚀能力，但焊接性很差，焊接接头容易产生冷裂纹，焊前要预热，焊后热处理，预热 的目的是防
7、止冷裂纹产生，预热的温度一般在200 320。 （2）焊接工艺焊接的方法通常可以选择焊条电弧焊，氩弧焊，二氧化碳气体保护焊 等，手工电弧焊时，焊前要编写焊接工艺文件、坡口加工、预热、施焊环境、焊接设备、保 温措施及焊后热处理等。焊接工艺参数选择焊接材料，焊接电流，焊接层数，坡口角度，焊 接速度，焊条直径等；氩弧焊时，常用于薄板焊接或多层焊打底焊，电极采用直流正接薄板 可以不预热，厚板要预热到120200，二氧化碳气体保护焊接时，接头含氢量低，其冷 裂纹倾向比焊条电弧焊小，可用较低的预热温度焊接。其冷裂纹倾向小于焊条电弧焊，但需 进行预热、后热和焊后热处理。埋弧焊，由于导热性差，易过热，在热影响
8、区易产生粗大组 织，焊接材料可选用同质材料，焊剂采用碱性焊剂如SJ601和 HJ151，焊后检验，先进行目 视外观检查，并用着色渗透探伤，要求焊缝表面不得存在裂纹，然后进行X 射线检测，焊 后要进行热处理。 8-6 答： 铁素体不锈钢中Cr 的含量为12%30%之间， 化学成分的特点是低碳，高铬， 在焊接过 程中，焊缝及HAZ 区晶粒长大严重，易形成粗大的铁素体组织，多层焊接时，由于多次重 复加热， 焊接接头易形成脆化组织，对于耐腐蚀条件下使用的铁素体不锈钢，在近缝区易形 成晶间腐蚀。 8-7 答： 根据铁素体不锈钢的焊接性，其焊接工艺要点有以下， （1）铁素体不锈钢只采用焊条电弧焊进行焊接;
9、 （2）为了减少475的脆化，避免焊接时产生裂纹，焊前可以预热，但应控制预热温 度为 70 150；焊接时尽量缩短在430 480之间的加热或冷却时间； （3）为防止过热，尽量减少热输入，多层焊接时要控制好层间温度； （4）对于厚度大的焊件，为减少焊接应力，每道焊缝焊完后，可用小锤轻轻敲击； (5) 焊后常在700 750之间退火处理，改善接头的韧性及塑性。 8-9 答： 奥氏体铁素体不锈钢简称双相不锈钢，具有良好的焊接性，选用合适的焊接材料不会 发生焊接热裂纹和冷裂纹，焊接接头的力学性能基本上能够满足焊接结构的使用性能要求， 焊接接头具有良好的耐应力腐蚀能力，耐点蚀和缝蚀的能力也均优于奥氏体
10、不锈钢，抗晶间 腐蚀能力和奥氏体不锈钢相当。但焊接接头近缝区受到焊接热循环的影响，其过热区的铁素 体晶粒不可避免地会粗大，从而降低该区的耐腐蚀性。 8-10 答： 根据双相不锈钢的焊接性，其具有良好的焊接性，其焊接工艺要点简述如下： （1）焊前的准备为了保证焊接接头的耐腐蚀性，防止焊接缺陷，在焊前准备中，应 注意下料方法的选择，可以正确选择下料方法，如火焰切割，机械切割，等离子切割及碳弧 气刨等方法进行下料或坡口加工；焊前清理，为了保证焊接质量，焊前应将坡口及其两侧 20mm30mm 范围内的焊件表面清理干净。如有油污， 可用丙酮或酒精灯有机溶剂擦拭；表 面清理，在搬运、坡口制备、装配及定位焊
11、过程中，应注意避免损伤钢材表面，以免使产品 的耐腐蚀性能降低；如果奥氏体不锈钢存在自冷作硬化现象，要进行“自冷作硬化”处理， 屈服强度提高，塑性下降。 (2) 焊接方法的合理选择由于奥氏体不锈钢可以采用多种焊接方法进行焊接，如焊条 电弧焊，钨极氩弧焊，熔化极气体保护焊，埋弧焊和等离子弧焊等。在选择焊接方法时，要 合理选择焊接电流，电弧电压，焊接速度，焊丝或焊条的直径大小等工艺参数； （3）焊接材料对于工作在高温条件下的奥氏体不锈钢，填充材料的选择原则是在无 裂纹的前提下， 保证焊缝金属的热强行与母材基本相同，这就要求其合金成分大致与母材成 分匹配，同时应当考虑焊缝金属中铁素体含量的控制； （4）焊后清理不锈钢焊后，焊缝必须进行酸洗、钝化处理，酸洗的目的是去除焊缝 及热影响区表面的氧化皮，钝化的目的是使酸洗的表面重新形成一层无色的致密氧化膜，起 到耐腐蚀作用。
