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低溫鋼的焊接要點

文字:[大][中][小] 2016-11-25    瀏覽次數:1320    
通常把-10~-273℃低溫條件下使用的鋼稱為低溫鋼。
  一般把-10~-196℃溫度範圍稱為“低溫”,
  把-196~-273℃稱為“超低溫”。


低溫鋼是怎樣分類的?按照合金元素含量和組織,低溫鋼可以分為以下幾類:
  
1、鋁鎮靜C-Mn鋼及低合金鐵素體型低溫鋼
  鋁鎮靜C-Mn鋼是用Si、Mn進行脫氧的同時加入鋁進行強烈脫氧的優良鋼種。低合金鐵素體型低溫鋼是在鋁鎮靜鋼的基礎上加入了總的質量分數不超過5%合金元素的低溫鋼,其中一類是加入了Nb、V、Ti、Al、Cu、RE等合金元素,組織為鐵素體和極少量的珠光體,如06MnVTi、06MnVAl、09Mn2VRE、06MnNb鋼等;另一類是加入了鎳元素形成含鎳的鐵素體類低溫鋼,如0.5Ni、2.5Ni、3Ni、3.5Ni等。
2、中合金低碳馬氏體型低溫鋼
  這類鋼比較典型的是9Ni鋼,具有很高的低溫韌性,能用於-196℃。在9Ni鋼的基礎上研製出的5Ni鋼在-162~-196℃的低溫下具有良好的低溫韌性。
3、高合金奧氏體型低溫鋼
  這類鋼有Ni- Cr奧氏體低溫鋼(如1Cr18Ni9Ti)和無Ni、Cr奧氏體低溫鋼(如20Mn23Al)。

  製定低溫鋼焊接工藝的根本出發點是在防止出現裂紋的同時,要保證焊縫和過熱區具有低溫韌性。低溫鋼的焊接工藝要點如下:

1、焊接方法
  目前所使用的各種焊接方法均可用於低溫鋼焊接,如焊條電弧焊、埋弧焊、鎢極氬弧焊、熔化極隋性氣體保護焊、CO2氣體保護焊、等離子弧焊等。
2、焊接材料
  焊接鋁鎮靜鋼時,為保證焊縫具有良好的低溫韌性,選用ωNi為0.5%~1.5% 的低鎳焊條比選用成分與母材相同的C-Mn型焊條更為可靠。埋弧焊時,可采用C-Mn焊絲配合能過渡Ti和B的堿性粘接焊劑,或中性熔煉焊劑配合含Mn-Mo焊絲,或堿性熔煉焊劑配合含鎳的焊絲。鎢極氬弧焊和熔化極惰性氣體保護焊時,應選用ωNi為1.5%~2.5%的焊絲。
  焊接低合金高強鋼時,在保證焊縫具有足夠韌性的前提下還要考慮到與母材等強度,因此焊接材料中除了含有ωNi為1%~3%以外,一般還有ωMo為0.2%~0.5%,有時還含少量的鉻。
  焊接低鎳低溫鋼時,所用的焊接材料的含鎳量應與母材相同或高於母材,同時應盡量降低焊縫中含碳量和硫、磷雜質含量,並應對錳、矽加以限製。
  焊接9Ni鋼時,通常采用三類奧氏體焊接材料:①ωNi在60%以上的Inconel型的Ni-Cr-Mo係合金;②ωNi在40%的Fe-Ni-Cr係合金;③含13Ni -16Cr-Mn-W的奧氏體不鏽鋼。
3、焊接熱輸入
  為防止在焊縫和近縫區產生能導致接頭低溫脆化的粗大的鐵素體或上貝氏體和M-A組元,宜選擇偏小的焊接熱輸入和無擺動的快速多層焊工藝。
4、焊前預熱和層間溫度
  由於低溫鋼一般都具有良好的焊接性,焊前通常都不需要預熱,但是如果焊件剛性比較大,也需要采取預熱措施,但溫度不能太高,一般應控製在100~150℃,層間溫度大於等於300℃。
5、焊後熱處理
  對於鐵素體類低溫鋼,當焊件板厚>15mm時,焊後多采用消除應力熱處理。但是對於具有回火脆性的含鎳低溫鋼,應注意回避回火脆化溫度。
  9Ni鋼由於焊接性優於一般的低合金高強鋼,當板厚<50mm時,焊後可不進行消除應力熱處理
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