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常见异种金属材料的焊接 4. 焊接接头应力状态的特点 由于奥氏体钢和焊缝金属的线膨系数比珠光体钢大30％～50％，而热导率却只有珠光体钢的50％左右。因此，这种异种钢的焊接接头将会产生很大的热应力，特别当温度变化速度较快时，由热应力引起的热冲击力像合金钢淬火一样容易引起焊件开裂。此外，在交变温度条件下工作时，由于珠光体钢一侧抗氧化性能较差，易被氧化形成缺口，在反复热应力的作用下，缺口便沿着薄弱的脱碳层扩展，形成所谓热疲劳裂纹。 这类异种钢接头焊后热处理并不能消除残余应力，只能引起应力的重新分布，这一点与同种金属的焊接有很大的不同。 当前第30页\共有47页\编于星期日\7点 常见异种金属材料的焊接 5. 延迟裂纹 氢在不同的组织中，溶解度并不相同，并且与温度有关。当温度为500℃时，氢在奥氏体组织中的溶解度为4cm3/100g，而在铁素体组织中为0.75 cm3/100g，在100℃时，氢在奥氏体组织中的溶解度降到0.9cm3/100g，在铁素体组织中溶解度只有0.2cm3/100g。这类异种钢的焊接熔池在结晶过程中，既有奥氏体组织又有铁素体组织，两者相互接近，气体可以进行扩散，使扩散氢得以聚集，为产生延迟裂纹创造了条件，使焊接接头受到破坏。 当前第31页\共有47页\编于星期日\7点 常见异种金属材料的焊接 二、珠光体钢和奥氏体钢的焊接工艺 1．焊接方法的选择 由于焊条电弧焊时熔合比比较小．而且操作灵活，不受焊件形状的限制，所以，焊接这类钢时焊条电弧焊应用最为普遍。 当前第32页\共有47页\编于星期日\7点 常见异种金属材料的焊接 2．焊接材料的选择 珠光体钢与奥氏体钢焊接时，焊缝及熔合区的组织和性能主要取决于填充金属材料。 （1）克服珠光体钢对焊缝的稀释作用 由于珠光体钢对焊缝金属有稀释作用，因此，不釆用填充金属材料（如钨极氩弧焊）是不允许的。 用E347-16型焊条施焊时，焊缝中会产生大量马氏体组织，而且在靠近珠光钢一侧，马氏体数量多，是脆性破坏的根源，故此种填充金属也不适用。用Ni大于12%的E309-16、E310-16型焊条施焊时，焊缝金属得到的组织基本上是奥氏体或者全部是奥氏体组织。由于镍的含量较高，能起到稳定奥氏体组织的作用，是比较理想的填充金属材料。 当前第33页\共有47页\编于星期日\7点 演示文稿常见异种金属材料的焊接 当前第1页\共有47页\编于星期日\7点 （优选）常见异种金属材料的焊接 当前第2页\共有47页\编于星期日\7点 常见异种金属材料的焊接 珠光体耐热钢与低合金钢的焊接 一、焊接性 这类异种钢焊接时的主要问题是焊接接头的热影响区或熔合区容易产生冷裂纹。为了消除或减少冷裂纹的形成，在设计焊接结构时，要选择合理的结构形式，尽量避免焊接接头应力过于集中，减少T形和十字接头的焊接结构；同时在焊前应严格控制氢的来源，要严格清理。清洗焊丝，烘干焊剂和焊条，尽量选用低氢型焊条，彻底清理坡口两侧20mm内的油污、铁锈和油漆等；正确选用焊接参数。焊前要将待焊处进行预热，采用较大的焊接热输人进行焊接，焊后进行缓冷或热处理，选择合理的焊接顺序以减少焊接残余应力。 当前第3页\共有47页\编于星期日\7点 常见异种金属材料的焊接 迁钢3#炉坡口（Q345+15GrMo） 当前第4页\共有47页\编于星期日\7点 常见异种金属材料的焊接 当前第5页\共有47页\编于星期日\7点 常见异种金属材料的焊接 当前第6页\共有47页\编于星期日\7点 常见异种金属材料的焊接 二、焊接方法 这类异种钢可以选用焊条电弧焊和气体保护电弧焊等焊接方法。对于重要的高压管道，可先采用手工钨极氩弧焊（TIG）打底，然后用焊条电弧焊盖面，以保证焊缝质量。 当前第7页\共有47页\编于星期日\7点 常见异种金属材料的焊接 三、预热温度和层间温度 无论是定位焊，还是正式施焊，焊前均应进行预热。预热温度可根据珠光体耐热钢的要求(4d or150mm)进行选择。可以整体或局部预热。对于焊接结构刚度比较大、质量要求高的产品，最好采用整体预热，而且多层焊时层间温度不能低于此温度，并一直要保持到焊接结束。焊接过程如果间断，则焊件应保温后再缓慢冷却，必要时，还应进行脱氢处理，再施焊时，仍按原要求重新进行预热。 当前第8页\共有47页\编于星期日\7点 常见异种金属材料的焊接 四、焊接材料和坡口 珠光体耐热钢与低合金钢焊接时，应根据钢材的力学性能来选择相应强度等级的焊接材