焊接应力与焊接变形控制

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1、奥氏体不锈钢的焊接性WeldabilityforAusteniteStainlessSteel2010.02.05报告主要内容奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢的焊接性2AlltechMedicalSystems,LLC.一.奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢：在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、N、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。；奥氏体不锈钢于1913年在德国问世，在各行各业中应用非常广泛，占不锈钢总使用量的70%；纯奥氏体不锈钢无磁性，而且具有高韧性和塑性，常

2、用于要求耐腐蚀及低温容器的制造；奥泰采用19Cr-9Ni型不锈钢，弱磁性，耐腐蚀耐低温。3AlltechMedicalSystems,LLC.二.奥氏体不锈钢的焊接性焊接性金属材料在采用一定的焊接工艺条件下，获得优良焊接接头的难易程度。奥氏体不锈钢的焊接性焊接接头晶间腐蚀焊接接头热裂纹应力腐蚀开裂奥氏体焊缝的脆化较大的焊接变形4AlltechMedicalSystems,LLC.2.1焊接接头晶间腐蚀2.1.1焊接接头的晶间腐蚀晶间腐蚀在焊缝区，熔合区，热影响区均有可能出现；通常用贫铬理论来解释。2.1.2贫铬理论当奥氏体不锈钢加

3、热至450～850℃的敏化温度区时，钢中的碳向奥氏体组织扩散沿晶界沉淀析出Cr23C6，致使晶界边界层含Cr量低于12％，大大降低了不锈钢的耐腐蚀性和焊缝强度。5AlltechMedicalSystems,LLC.2.1焊接接头晶间腐蚀2.1.3晶间腐蚀的危害受腐蚀部位无尺寸上的变化，甚至仍旧保持金属泽，不易察觉受到应力作用时会沿晶界断裂，强度几乎完全消失是一种最危险的破坏形式2.1.4晶间腐蚀的防止措施采用低碳焊条降低焊接电流加快焊接速度6AlltechMedicalSystems,LLC.2.2焊接热裂纹2.2.1焊接热裂纹焊

4、接热裂纹：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时所产生的裂纹。最常见的是焊缝凝固裂纹，又称结晶裂纹。7AlltechMedicalSystems,LLC.2.2焊接热裂纹2.2.2裂纹产生的原因奥氏体不锈钢导热系数小，而线膨胀系数大，焊接过程中易于产生拉应力奥氏体不锈钢在结晶时晶粒间存在很薄的液相层，塑性很低。2.2.3裂纹产生的防治措施采用含S,P量少的焊丝焊缝冷却速度不可过快采用小电流快速焊收弧时填满弧坑8AlltechMedicalSystems,LLC.2.3应力腐蚀开裂2.3.1应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂

5、是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现象。2.3.2应力腐蚀开裂的防止措施采用合理的焊接顺序，避免产生较大的焊接拉应力避免焊缝与腐蚀介质接触避免焊缝产生咬边等点蚀缺陷9AlltechMedicalSystems,LLC.2.4焊缝脆化焊缝脆化产生原因和防止方法焊缝脆化：焊缝接头在工作时，其韧性和塑性没有达到要求，导致发生脆断的现象。低温状态下尤为明显。焊接时过大残余应力，使得奥氏体焊缝产生“自生硬化”现象，降低了焊缝的塑性和韧性焊缝中铁素体的存在采用限制热输入的办法，可以有效防止焊缝脆化采用纯奥氏体焊条10A

6、lltechMedicalSystems,LLC.2.5焊接变形2.5.1奥氏体不锈钢的焊接变形奥氏体不锈钢的导热系数较小，而线性膨胀系数较大，导致焊缝冷却过程中产生较大拉应力，宏观表现为较大的焊接变形。2.5.2焊接变形的防止方法采用专用夹具，以机械约束力减小变形倾向选用较小的焊接电流，并多层多道焊分段焊，减小局部变形倾向11AlltechMedicalSystems,LLC.