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1、第九章耐热钢不锈钢的焊接第1页，共26页，编辑于2022年，星期二第第8章章 合金结构钢和铸铁的焊接合金结构钢和铸铁的焊接l l主要内容主要内容主要内容主要内容 介绍耐热钢和不锈钢的特性、分类、焊接性及其焊介绍耐热钢和不锈钢的特性、分类、焊接性及其焊介绍耐热钢和不锈钢的特性、分类、焊接性及其焊介绍耐热钢和不锈钢的特性、分类、焊接性及其焊接工艺特点。接工艺特点。接工艺特点。接工艺特点。2022/9/19第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接2第2页，共26页，编辑于2022年，星期二第第1节节 耐耐热钢热钢、不、不锈钢锈钢概述概述耐热钢及不锈钢的主要成分为耐热钢及不锈钢的主要成分为耐热钢及不锈钢的主要成
2、分为耐热钢及不锈钢的主要成分为CrCr和和和和NiNi。一、耐热钢分类及特性一、耐热钢分类及特性一、耐热钢分类及特性一、耐热钢分类及特性 在高温下工作，具有一定强度和抗氧化性、耐蚀能力的铁基合在高温下工作，具有一定强度和抗氧化性、耐蚀能力的铁基合在高温下工作，具有一定强度和抗氧化性、耐蚀能力的铁基合在高温下工作，具有一定强度和抗氧化性、耐蚀能力的铁基合金。金。金。金。l l 耐热钢的分类耐热钢的分类耐热钢的分类耐热钢的分类l l按特性分类按特性分类按特性分类按特性分类：热稳定钢，热强钢：热稳定钢，热强钢：热稳定钢，热强钢：热稳定钢，热强钢l l按合金元素含量分按合金元素含量分按合金元素含量分按
3、合金元素含量分：低合金、中合金、高合金。：低合金、中合金、高合金。：低合金、中合金、高合金。：低合金、中合金、高合金。l l按正火后组织按正火后组织按正火后组织按正火后组织：珠光体、马氏体、铁素体和奥氏体。：珠光体、马氏体、铁素体和奥氏体。：珠光体、马氏体、铁素体和奥氏体。：珠光体、马氏体、铁素体和奥氏体。2022/9/193第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接第3页，共26页，编辑于2022年，星期二第第1节节 耐耐热钢热钢、不、不锈钢锈钢概述概述&耐耐耐耐热钢热钢热钢热钢的特性的特性的特性的特性高高高高温温温温化化化化学学学学稳稳稳稳定定定定性性性性/抗抗抗抗氧氧氧氧化化化化性性性性：CrCr、
4、AlAl、SiSi等等等等能能能能在在在在钢钢钢钢材材材材表表表表面面面面形形形形成成成成坚坚坚坚固固固固保保保保护护护护膜膜膜膜，可可可可提提提提高高高高钢钢钢钢的的的的抗抗抗抗氧氧氧氧化化化化性性性性；MoMo、B B、V V等等等等生生生生成成成成氧化物熔点氧化物熔点氧化物熔点氧化物熔点较较较较低，低，低，低，对对对对抗氧化性不利。抗氧化性不利。抗氧化性不利。抗氧化性不利。高高高高温温温温力力力力学学学学性性性性能能能能/热热热热强强强强性性性性：MoMo、WW固固固固溶溶溶溶强强强强化化化化；沉沉沉沉淀淀淀淀强强强强化化化化（提提提提高碳含量，同高碳含量，同高碳含量，同高碳含量，同时时
5、时时加入加入加入加入强强强强碳化物形成元素碳化物形成元素碳化物形成元素碳化物形成元素NbNb、V V等）等）等）等）2022/9/194第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接第4页，共26页，编辑于2022年，星期二第第1节节 耐耐热钢热钢、不、不锈钢锈钢概述概述&耐耐耐耐热钢焊热钢焊热钢焊热钢焊接接接接接接接接头头头头性能的特殊要求性能的特殊要求性能的特殊要求性能的特殊要求接接接接头头头头的的的的热热热热强强强强性与母材相当性与母材相当性与母材相当性与母材相当接接接接头头头头的抗氧化性基本相同的抗氧化性基本相同的抗氧化性基本相同的抗氧化性基本相同接接接接头头头头的的的的组织稳组织稳组织稳组织稳定性定
6、性定性定性接接接接头头头头的的的的热热热热物理性能与母材基本相同物理性能与母材基本相同物理性能与母材基本相同物理性能与母材基本相同2022/9/195第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接第5页，共26页，编辑于2022年，星期二第第1节节 耐耐热钢热钢、不、不锈钢锈钢概述概述二、不二、不二、不二、不锈钢锈钢锈钢锈钢分分分分类类类类及特性及特性及特性及特性在大气或一定介在大气或一定介在大气或一定介在大气或一定介质质质质中具有耐中具有耐中具有耐中具有耐蚀蚀蚀蚀性的性的性的性的钢钢钢钢的的的的统统统统称。称。称。称。（一）不（一）不（一）不（一）不锈钢锈钢锈钢锈钢的分的分的分的分类类类类l l按按按按室室
7、室室温温温温下下下下基基基基体体体体组组组组织织织织分分分分：奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体（高高高高铬铬铬铬镍镍镍镍钢钢钢钢、高高高高铬铬铬铬锰锰锰锰氮氮氮氮钢钢钢钢，如如如如18-8 18-8）、铁铁铁铁素素素素体体体体和和和和马马马马氏氏氏氏体体体体（高高高高铬铬铬铬钢钢钢钢）、铁铁铁铁素素素素体体体体-奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体双双双双相相相相2022/9/196第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接第6页，共26页，编辑于2022年，星期二第第1节节 耐耐热钢热钢、不、不锈钢锈钢概述概述（二）不（二）不（二）不（二）不锈钢锈钢锈钢锈钢的耐的耐的耐的耐蚀蚀蚀蚀性能性能性能性能 耐耐耐耐蚀蚀蚀蚀性是不性
8、是不性是不性是不锈钢锈钢锈钢锈钢性能的基本要求。性能的基本要求。性能的基本要求。性能的基本要求。l l 腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀形形形形式式式式有有有有化化化化学学学学腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀和和和和电电电电化化化化学学学学腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀，更更更更多多多多的的的的表表表表现现现现为为为为电电电电化化化化学腐学腐学腐学腐蚀蚀蚀蚀。l l加加加加入入入入CrCr形形形形成成成成Fe-CrFe-Cr固固固固溶溶溶溶体体体体，电电电电极极极极电电电电位位位位显显显显著著著著提提提提高高高高从从从从而而而而提提提提高高高高耐耐耐耐蚀蚀蚀蚀性。性。性。性。l l加加加加入入入入NiNi、MnMn、CuCu获获获获得得得
9、得单单单单相相相相固固固固溶溶溶溶体体体体组组组组织织织织，减减减减少少少少微微微微电电电电池池池池数数数数目提高耐目提高耐目提高耐目提高耐蚀蚀蚀蚀性。性。性。性。l l加加加加入入入入CrCr、SiSi、AlAl、MoMo使使使使钢钢钢钢的的的的表表表表面面面面形形形形成成成成结结结结构构构构致致致致密密密密、不不不不溶溶溶溶于腐于腐于腐于腐蚀蚀蚀蚀介介介介质质质质、电电电电阻又高的保阻又高的保阻又高的保阻又高的保护护护护膜。膜。膜。膜。2022/9/197第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接第7页，共26页，编辑于2022年，星期二第第1节节 耐耐热钢热钢、不、不锈钢锈钢概述概述&不不不不锈钢锈
10、钢锈钢锈钢腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀失效形式失效形式失效形式失效形式 均匀腐均匀腐均匀腐均匀腐蚀蚀蚀蚀（表面腐（表面腐（表面腐（表面腐蚀蚀蚀蚀）局部腐局部腐局部腐局部腐蚀蚀蚀蚀 晶晶晶晶间间间间腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀 点腐点腐点腐点腐蚀蚀蚀蚀及及及及缝缝缝缝隙腐隙腐隙腐隙腐蚀蚀蚀蚀 应应应应力腐力腐力腐力腐蚀蚀蚀蚀开裂开裂开裂开裂晶晶晶晶间间间间腐腐腐腐蚀产蚀产蚀产蚀产生的原因：碳化生的原因：碳化生的原因：碳化生的原因：碳化铬铬铬铬的析出的析出的析出的析出 相的析出相的析出相的析出相的析出 晶界吸附晶界吸附晶界吸附晶界吸附 稳稳稳稳定化元素高温溶解定化元素高温溶解定化元素高温溶解定化元素高温溶解2022/9/
11、198第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接第8页，共26页，编辑于2022年，星期二第第1节节 耐耐热钢热钢、不、不锈钢锈钢概述概述三、不三、不三、不三、不锈钢锈钢锈钢锈钢、耐、耐、耐、耐热钢热钢热钢热钢的物理性能的物理性能的物理性能的物理性能&热导热导热导热导率、率、率、率、热热热热膨膨膨膨胀胀胀胀系数、系数、系数、系数、电电电电阻率等阻率等阻率等阻率等对焊对焊对焊对焊接性影响接性影响接性影响接性影响显显显显著。著。著。著。&合金元素含量越多，合金元素含量越多，合金元素含量越多，合金元素含量越多，热导热导热导热导率越小，膨率越小，膨率越小，膨率越小，膨胀胀胀胀系数和系数和系数和系数和电电电电阻率越
12、大。阻率越大。阻率越大。阻率越大。2022/9/199第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接第9页，共26页，编辑于2022年，星期二第第2节节 珠光体耐珠光体耐热钢热钢的的焊焊接接珠珠珠珠光光光光体体体体耐耐耐耐热热热热钢钢钢钢是是是是一一一一种种种种以以以以CrCr（质质质质量量量量分分分分数数数数0.5%0.5%5%5%）、MoMo（0.5%0.5%或或或或1%1%）为为为为主要合金元素的低、中合金主要合金元素的低、中合金主要合金元素的低、中合金主要合金元素的低、中合金钢钢钢钢。往往往往往往往往还还还还加入加入加入加入V V、WW、NbNb、B B等元素（等元素（等元素（等元素（总总总总含量小于
13、含量小于含量小于含量小于5%5%）。）。）。）。合金元素偏高的合金元素偏高的合金元素偏高的合金元素偏高的组织组织组织组织会出会出会出会出现较现较现较现较多多多多贝贝贝贝氏体氏体氏体氏体组织组织组织组织。一、珠光体耐一、珠光体耐一、珠光体耐一、珠光体耐热钢热钢热钢热钢的分的分的分的分类类类类MoMo钢钢钢钢：0.5%0.5%的的的的MoMo主要作用是固溶主要作用是固溶主要作用是固溶主要作用是固溶强强强强化，提高化，提高化，提高化，提高热热热热强强强强性。性。性。性。Cr-MoCr-Mo钢钢钢钢：铬铬铬铬溶入溶入溶入溶入FeFe3 3C C使碳化物使碳化物使碳化物使碳化物热稳热稳热稳热稳定性提高。
14、定性提高。定性提高。定性提高。Cr-Mo-VCr-Mo-V等：固溶等：固溶等：固溶等：固溶强强强强化化化化+V+V、TiTi、B B时时时时效效效效强强强强化、晶界化、晶界化、晶界化、晶界强强强强化。化。化。化。供供供供货货货货状状状状态态态态一般一般一般一般为为为为正火正火正火正火+回火。回火。回火。回火。2022/9/1910第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接第10页，共26页，编辑于2022年，星期二第第2节节 珠光体耐珠光体耐热钢热钢的的焊焊接接二、珠光体耐二、珠光体耐二、珠光体耐二、珠光体耐热钢热钢热钢热钢的的的的焊焊焊焊接性接性接性接性主主主主要要要要焊焊焊焊接接接接问问问问题题题题：
15、焊焊焊焊缝缝缝缝及及及及HAZHAZ的的的的冷冷冷冷裂裂裂裂纹纹纹纹敏敏敏敏感感感感性性性性、过过过过热热热热区区区区再再再再热热热热裂裂裂裂纹纹纹纹敏感性、回火脆性。敏感性、回火脆性。敏感性、回火脆性。敏感性、回火脆性。1 1、冷裂、冷裂、冷裂、冷裂纹纹纹纹l l Cr Cr、MoMo提高提高提高提高钢钢钢钢的淬硬性。的淬硬性。的淬硬性。的淬硬性。2022/9/1911第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接2.25Cr1Mo2.25Cr1Mo钢钢钢钢CCTCCT图图图图氩弧焊氩弧焊氩弧焊氩弧焊第11页，共26页，编辑于2022年，星期二第第2节节 珠光体耐珠光体耐热钢热钢的的焊焊接接2 2、再热裂纹
16、、再热裂纹、再热裂纹、再热裂纹珠光体耐热钢中含有珠光体耐热钢中含有珠光体耐热钢中含有珠光体耐热钢中含有V V、NbNb、TiTi、CrCr、MoMo等强碳化物形成等强碳化物形成等强碳化物形成等强碳化物形成元素，粗晶部位容易出现再热裂纹。元素，粗晶部位容易出现再热裂纹。元素，粗晶部位容易出现再热裂纹。元素，粗晶部位容易出现再热裂纹。2022/9/1912第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接第12页，共26页，编辑于2022年，星期二第第2节节 珠光体耐珠光体耐热钢热钢的的焊焊接接2022/9/1913第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接3 3、回火脆性、回火脆性、回火脆性、回火脆性Cr-MoCr-Mo钢及其
17、焊接接头在钢及其焊接接头在钢及其焊接接头在钢及其焊接接头在370370565565长期运行过程中会发长期运行过程中会发长期运行过程中会发长期运行过程中会发生渐进的脆变现象，称为回火脆性或长时脆性。生渐进的脆变现象，称为回火脆性或长时脆性。生渐进的脆变现象，称为回火脆性或长时脆性。生渐进的脆变现象，称为回火脆性或长时脆性。产生原因：产生原因：产生原因：产生原因：P P、AsAs、SbSb和和和和SnSn等沿晶界扩散偏析。等沿晶界扩散偏析。等沿晶界扩散偏析。等沿晶界扩散偏析。焊缝脆性指数：焊缝脆性指数：焊缝脆性指数：焊缝脆性指数：=（10P+5Sb+4Sn+As10P+5Sb+4Sn+As）/10
18、0/100（1010-6-6）不应超过不应超过不应超过不应超过2020。母材母材母材母材J J指数：指数：指数：指数：J J=（Mn+SiMn+Si）（P+SnP+Sn）10104 4（%）超过超过超过超过150150，具有明显的回火脆性。，具有明显的回火脆性。，具有明显的回火脆性。，具有明显的回火脆性。第13页，共26页，编辑于2022年，星期二第第2节节 珠光体耐珠光体耐热钢热钢的的焊焊接接三、珠光体耐热钢的焊接工艺三、珠光体耐热钢的焊接工艺三、珠光体耐热钢的焊接工艺三、珠光体耐热钢的焊接工艺1 1、焊接方法、焊接方法、焊接方法、焊接方法焊条电弧焊：低氢型碱性焊条；焊条电弧焊：低氢型碱性焊
19、条；焊条电弧焊：低氢型碱性焊条；焊条电弧焊：低氢型碱性焊条；埋埋埋埋弧弧弧弧焊焊焊焊：用用用用于于于于厚厚厚厚壁壁壁壁件件件件，特特特特种种种种厚厚厚厚壁壁壁壁容容容容器器器器要要要要求求求求采采采采用用用用抗抗抗抗回回回回火火火火脆脆脆脆性性性性的的的的高高高高纯纯纯纯度焊丝及烧结焊剂。度焊丝及烧结焊剂。度焊丝及烧结焊剂。度焊丝及烧结焊剂。TIGTIG焊焊焊焊：低低低低氢氢氢氢，可可可可采采采采用用用用抗抗抗抗回回回回火火火火脆脆脆脆性性性性能能能能力力力力的的的的低低低低硅硅硅硅焊焊焊焊丝丝丝丝，用用用用于于于于打打打打底底底底焊焊焊焊或小直径薄壁管焊接；或小直径薄壁管焊接；或小直径薄壁管
20、焊接；或小直径薄壁管焊接；MIGMIG焊：细焊丝低电流短路过渡，用于薄板焊接或打底焊，焊：细焊丝低电流短路过渡，用于薄板焊接或打底焊，焊：细焊丝低电流短路过渡，用于薄板焊接或打底焊，焊：细焊丝低电流短路过渡，用于薄板焊接或打底焊，粗焊丝喷射过渡，用于厚壁接头焊接；粗焊丝喷射过渡，用于厚壁接头焊接；粗焊丝喷射过渡，用于厚壁接头焊接；粗焊丝喷射过渡，用于厚壁接头焊接；电渣焊：接头经正火处理以细化晶粒。电渣焊：接头经正火处理以细化晶粒。电渣焊：接头经正火处理以细化晶粒。电渣焊：接头经正火处理以细化晶粒。2022/9/1914第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接第14页，共26页，编辑于2022年，星期二第
21、第2节节 珠光体耐珠光体耐热钢热钢的的焊焊接接2 2、焊接材料的选择：、焊接材料的选择：、焊接材料的选择：、焊接材料的选择：与母材一致与母材一致与母材一致与母材一致3 3、预热和焊后热处理、预热和焊后热处理、预热和焊后热处理、预热和焊后热处理预热是防止冷裂纹和再热裂纹的有效措施之一。预热是防止冷裂纹和再热裂纹的有效措施之一。预热是防止冷裂纹和再热裂纹的有效措施之一。预热是防止冷裂纹和再热裂纹的有效措施之一。预预预预热热热热温温温温度度度度根根根根据据据据碳碳碳碳当当当当量量量量、接接接接头头头头拘拘拘拘束束束束度度度度和和和和焊焊焊焊缝缝缝缝金金金金属属属属的的的的扩扩扩扩散散散散氢氢氢氢含含
22、含含量量量量决决决决定。定。定。定。2022/9/1915第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接第15页，共26页，编辑于2022年，星期二第第2节节 珠光体耐珠光体耐热钢热钢的的焊焊接接焊后热处理不仅消除焊接残余应力，更重要的是改善组织。焊后热处理不仅消除焊接残余应力，更重要的是改善组织。焊后热处理不仅消除焊接残余应力，更重要的是改善组织。焊后热处理不仅消除焊接残余应力，更重要的是改善组织。珠光体耐热钢一般采用高温回火处理。珠光体耐热钢一般采用高温回火处理。珠光体耐热钢一般采用高温回火处理。珠光体耐热钢一般采用高温回火处理。2022/9/1916第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接第16页，共26页，编辑
23、于2022年，星期二第第3节节 奥氏体不奥氏体不锈钢锈钢的的焊焊接接一、奥氏体不一、奥氏体不一、奥氏体不一、奥氏体不锈钢锈钢锈钢锈钢的分的分的分的分类类类类和特性和特性和特性和特性含含含含18%Cr18%Cr和和和和9%Ni9%Ni，称，称，称，称为为为为18-818-8钢钢钢钢。加入加入加入加入TiTi、NbNb消除晶消除晶消除晶消除晶间间间间腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀；加入；加入；加入；加入MoMo、CuCu提高耐酸腐提高耐酸腐提高耐酸腐提高耐酸腐蚀蚀蚀蚀能力。能力。能力。能力。奥氏体奥氏体奥氏体奥氏体钢钢钢钢不能用淬火不能用淬火不能用淬火不能用淬火强强强强化，可通化，可通化，可通化，可通过过过过形
24、形形形变变变变强强强强化。化。化。化。奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体钢钢钢钢固固固固溶溶溶溶处处处处理理理理得得得得到到到到单单单单相相相相奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体组组组组织织织织，再再再再加加加加热热热热到到到到400400800800容容容容易沿晶界析出易沿晶界析出易沿晶界析出易沿晶界析出CrCr2323C C6 6（敏化（敏化（敏化（敏化处处处处理）。理）。理）。理）。奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体钢钢钢钢稳稳稳稳定定定定化化化化处处处处理理理理让让让让钢钢钢钢中中中中的的的的碳碳碳碳与与与与TiTi或或或或NbNb形形形形成成成成稳稳稳稳定定定定的的的的TiCTiC或或或或NbCNbC，而不形成，
25、而不形成，而不形成，而不形成CrCr2323C C6 6。2022/9/1917第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接第17页，共26页，编辑于2022年，星期二第第3节节 奥氏体不奥氏体不锈钢锈钢的的焊焊接接二、奥氏体不二、奥氏体不二、奥氏体不二、奥氏体不锈钢锈钢锈钢锈钢的的的的焊焊焊焊接性接性接性接性主要主要主要主要问题问题问题问题：热热热热裂裂裂裂纹纹纹纹、耐、耐、耐、耐蚀蚀蚀蚀性、脆化性、脆化性、脆化性、脆化1 1、热热热热裂裂裂裂纹纹纹纹合合合合金金金金元元元元素素素素，尤尤尤尤其其其其是是是是镍镍镍镍易易易易和和和和硫硫硫硫、磷磷磷磷等等等等杂杂杂杂质质质质形形形形成成成成低低低低熔熔熔熔
26、点点点点共共共共晶晶晶晶相相相相。硼硼硼硼、硅等的偏析，也将促使产生热裂纹。硅等的偏析，也将促使产生热裂纹。硅等的偏析，也将促使产生热裂纹。硅等的偏析，也将促使产生热裂纹。奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体钢钢钢钢焊焊焊焊缝缝缝缝易易易易形形形形成成成成方方方方向向向向性性性性强强强强的的的的粗粗粗粗大大大大柱柱柱柱状状状状晶晶晶晶组组组组织织织织，有有有有利利利利于于于于有有有有害害害害杂杂杂杂质质质质元元元元素素素素的的的的偏偏偏偏析析析析，从从从从而而而而促促促促使使使使形形形形成成成成连连连连续续续续的的的的晶晶晶晶间间间间液液液液膜膜膜膜，提提提提高高高高了了了了热热热热裂纹敏感性。裂纹敏感性
27、。裂纹敏感性。裂纹敏感性。奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体钢钢钢钢的的的的热热热热导导导导率率率率小小小小、线线线线膨膨膨膨胀胀胀胀系系系系数数数数大大大大，在在在在焊焊焊焊接接接接不不不不均均均均匀匀匀匀加加加加热热热热时时时时易形成较大的拉应力，进一步促进焊接热裂的产生。易形成较大的拉应力，进一步促进焊接热裂的产生。易形成较大的拉应力，进一步促进焊接热裂的产生。易形成较大的拉应力，进一步促进焊接热裂的产生。2022/9/1918第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接第18页，共26页，编辑于2022年，星期二第第3节节 奥氏体不奥氏体不锈钢锈钢的的焊焊接接&防止措施防止措施防止措施防止措施严格控制有害杂质
28、硫、磷的含量严格控制有害杂质硫、磷的含量严格控制有害杂质硫、磷的含量严格控制有害杂质硫、磷的含量调整焊缝化学成分，使焊缝金属中出现双相组织调整焊缝化学成分，使焊缝金属中出现双相组织调整焊缝化学成分，使焊缝金属中出现双相组织调整焊缝化学成分，使焊缝金属中出现双相组织。焊焊焊焊接接接接工工工工艺艺艺艺措措措措施施施施：尽尽尽尽量量量量采采采采用用用用高高高高能能能能量量量量密密密密度度度度的的的的焊焊焊焊接接接接方方方方法法法法、小小小小热热热热输输输输入入入入和和和和提提提提高高高高接接接接头头头头的的的的冷冷冷冷却却却却速速速速度度度度等等等等措措措措施施施施，减减减减少少少少母母母母材材材材
29、的的的的过过过过热热热热和和和和避避避避免免免免近近近近焊焊焊焊缝区晶粒的粗化缝区晶粒的粗化缝区晶粒的粗化缝区晶粒的粗化 ，防止形成粗大的柱状晶。，防止形成粗大的柱状晶。，防止形成粗大的柱状晶。，防止形成粗大的柱状晶。2022/9/1919第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接第19页，共26页，编辑于2022年，星期二0Cr18Ni90Cr18Ni9钢热影响区敏化区晶间腐蚀钢热影响区敏化区晶间腐蚀钢热影响区敏化区晶间腐蚀钢热影响区敏化区晶间腐蚀第第3节节 奥氏体不奥氏体不锈钢锈钢的的焊焊接接2 2、耐、耐、耐、耐蚀蚀蚀蚀性性性性&晶间腐蚀晶间腐蚀晶间腐蚀晶间腐蚀焊缝和焊缝和焊缝和焊缝和HAZHAZ敏
30、化区晶间腐蚀：焊态下析出了敏化区晶间腐蚀：焊态下析出了敏化区晶间腐蚀：焊态下析出了敏化区晶间腐蚀：焊态下析出了CrCr2323C C6 6相。相。相。相。防防防防止止止止方方方方法法法法：选选选选用用用用含含含含TiTi、NbNb等等等等稳稳稳稳定定定定剂剂剂剂的的的的奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体焊焊焊焊接接接接材材材材料料料料，也也也也可可可可选选选选用用用用超超超超低低低低碳碳碳碳焊焊焊焊材材材材(w wC C0.030.03););采采采采用用用用焊焊焊焊缝缝缝缝有有有有少少少少量量量量铁铁铁铁素素素素体体体体组组组组织织织织的的的的填填填填充充充充材材材材料料料料；焊焊焊焊接接接接工工工工
31、艺艺艺艺上上上上选选选选用用用用小小小小的的的的焊焊焊焊接接接接热热热热输输输输入入入入，快快快快速速速速冷冷冷冷却却却却等等等等措措措措施施施施。对对对对于于于于有有有有CrCr2323C C6 6相相相相析析析析出出出出的的的的焊焊焊焊接接接接接接接接头头头头，可可可可通通通通过过过过固固固固溶溶溶溶处处处处理理理理(一一一一般般般般只只只只适适适适用用用用于于于于较小的工件较小的工件较小的工件较小的工件)或稳定化处理来消除。或稳定化处理来消除。或稳定化处理来消除。或稳定化处理来消除。2022/9/1920第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接第20页，共26页，编辑于2022年，星期二第第3节节
32、 奥氏体不奥氏体不锈钢锈钢的的焊焊接接&刀状腐刀状腐刀状腐刀状腐蚀蚀蚀蚀只只只只发发发发生生生生在在在在含含含含有有有有TiTi、NbNb等等等等稳稳稳稳定定定定化化化化元元元元素素素素的的的的奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体钢钢钢钢焊焊焊焊接接接接接接接接头头头头中中中中。腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀部部部部位位位位沿沿沿沿熔熔熔熔合合合合线线线线发发发发展展展展，处处处处于于于于HAZHAZ的的的的过过过过热热热热区区区区，由由由由于于于于区区区区域域域域很很很很窄窄窄窄，形形形形状状状状有有有有如如如如刀刀刀刀削削削削切切切切口。口。口。口。高高高高温温温温过过过过热热热热和和和和中中中中温温温温敏敏敏敏化
33、化化化是是是是导导导导致致致致接接接接头头头头过过过过热热热热区区区区产产产产生生生生刀刀刀刀蚀蚀蚀蚀的的的的重重重重要要要要条条条条件件件件。刀刀刀刀蚀蚀蚀蚀产产产产生原因也与晶界碳化铬沉淀造成贫铬层有关。生原因也与晶界碳化铬沉淀造成贫铬层有关。生原因也与晶界碳化铬沉淀造成贫铬层有关。生原因也与晶界碳化铬沉淀造成贫铬层有关。防止刀蚀主要的措施如下：防止刀蚀主要的措施如下：防止刀蚀主要的措施如下：防止刀蚀主要的措施如下：降低母材含碳量降低母材含碳量降低母材含碳量降低母材含碳量 采用合理的焊接工艺采用合理的焊接工艺采用合理的焊接工艺采用合理的焊接工艺 2022/9/1921第九章 耐热钢钢、不锈
34、钢的焊接CrCr2323C C6 6、TiCTiC的析出温度的析出温度的析出温度的析出温度刀状腐蚀刀状腐蚀刀状腐蚀刀状腐蚀第21页，共26页，编辑于2022年，星期二第第3节节 奥氏体不奥氏体不锈钢锈钢的的焊焊接接&应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂(SCC)(SCC)SCCSCC是在拉应力和腐蚀是在拉应力和腐蚀是在拉应力和腐蚀是在拉应力和腐蚀 介介介介质共同作用下发生的，质共同作用下发生的，质共同作用下发生的，质共同作用下发生的，是奥氏体不锈钢非常敏是奥氏体不锈钢非常敏是奥氏体不锈钢非常敏是奥氏体不锈钢非常敏 感感感感且经常发生的腐蚀破坏形式。且经常发生的腐蚀破坏形式。且经常发
35、生的腐蚀破坏形式。且经常发生的腐蚀破坏形式。奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体不不不不锈锈锈锈钢钢钢钢由由由由于于于于导导导导热热热热性性性性差差差差、线线线线膨膨膨膨胀胀胀胀系系系系数数数数大大大大、屈屈屈屈服服服服强强强强度度度度低低低低，当当当当焊焊焊焊接接接接变变变变形形形形受受受受到到到到限限限限制制制制时时时时，接接接接头头头头中中中中必必必必然然然然会会会会残残残残留留留留较较较较大大大大的的的的焊焊焊焊接接接接拉拉拉拉伸伸伸伸应力，加速腐蚀介质的作用。应力，加速腐蚀介质的作用。应力，加速腐蚀介质的作用。应力，加速腐蚀介质的作用。消除或降低焊接接头残余应力；焊后进行消除应力处理。消除或降低
36、焊接接头残余应力；焊后进行消除应力处理。消除或降低焊接接头残余应力；焊后进行消除应力处理。消除或降低焊接接头残余应力；焊后进行消除应力处理。2022/9/1922第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接应力腐蚀裂纹应力腐蚀裂纹应力腐蚀裂纹应力腐蚀裂纹第22页，共26页，编辑于2022年，星期二第第3节节 奥氏体不奥氏体不锈钢锈钢的的焊焊接接3 3、接、接、接、接头头头头脆化脆化脆化脆化475475脆性出脆性出脆性出脆性出现现现现在含在含在含在含铁铁铁铁素体的奥氏体素体的奥氏体素体的奥氏体素体的奥氏体钢焊钢焊钢焊钢焊接接接接接接接接头头头头中。中。中。中。相相相相脆脆脆脆化化化化：脆脆脆脆硬硬硬硬的的的的
37、金金金金属属属属间间间间化化化化合合合合物物物物FeCrFeCr从从从从 相相相相或或或或 相相相相中中中中产产产产生生生生，在在在在晶晶晶晶界界界界析析析析出。出。出。出。避免措施：限制避免措施：限制避免措施：限制避免措施：限制焊缝焊缝焊缝焊缝中中中中 相；采用相；采用相；采用相；采用较较较较小的小的小的小的线线线线能量；固溶能量；固溶能量；固溶能量；固溶处处处处理。理。理。理。2022/9/1923第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接第23页，共26页，编辑于2022年，星期二第第3节节 奥氏体不奥氏体不锈钢锈钢的的焊焊接接三、奥氏体三、奥氏体三、奥氏体三、奥氏体钢钢钢钢的的的的焊焊焊焊接工接工
38、接工接工艺艺艺艺1 1、焊接方法、焊接方法、焊接方法、焊接方法l l焊条电弧焊焊条电弧焊焊条电弧焊焊条电弧焊 为提高抗热裂能力，宜选择碱性药皮焊条。为提高抗热裂能力，宜选择碱性药皮焊条。为提高抗热裂能力，宜选择碱性药皮焊条。为提高抗热裂能力，宜选择碱性药皮焊条。l l钨极氩弧焊钨极氩弧焊钨极氩弧焊钨极氩弧焊 热输入小，适宜薄板和薄壁管件的奥氏体钢焊接。热输入小，适宜薄板和薄壁管件的奥氏体钢焊接。热输入小，适宜薄板和薄壁管件的奥氏体钢焊接。热输入小，适宜薄板和薄壁管件的奥氏体钢焊接。l l熔化极氩弧焊熔化极氩弧焊熔化极氩弧焊熔化极氩弧焊 中厚板采用射流过渡；薄板采用短路过渡。中厚板采用射流过渡；
39、薄板采用短路过渡。中厚板采用射流过渡；薄板采用短路过渡。中厚板采用射流过渡；薄板采用短路过渡。l l埋弧焊埋弧焊埋弧焊埋弧焊 热输入大、熔深大，注意焊缝中心区热裂纹和热输入大、熔深大，注意焊缝中心区热裂纹和热输入大、熔深大，注意焊缝中心区热裂纹和热输入大、熔深大，注意焊缝中心区热裂纹和HAZHAZ耐蚀性。耐蚀性。耐蚀性。耐蚀性。l l等离子弧焊等离子弧焊等离子弧焊等离子弧焊 COCO2 2保护焊不适合焊接奥氏体不锈钢保护焊不适合焊接奥氏体不锈钢保护焊不适合焊接奥氏体不锈钢保护焊不适合焊接奥氏体不锈钢。2022/9/1924第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接第24页，共26页，编辑于2022年，星期
40、二第第3节节 奥氏体不奥氏体不锈钢锈钢的的焊焊接接2 2、焊接材料的选择、焊接材料的选择、焊接材料的选择、焊接材料的选择l l高高高高温温温温条条条条件件件件下下下下工工工工作作作作，应应应应考考考考虑虑虑虑焊焊焊焊缝缝缝缝金金金金属属属属中中中中铁铁铁铁素素素素体体体体含含含含量量量量的的的的控控控控制制制制，以以以以免免免免出现脆化。出现脆化。出现脆化。出现脆化。l l腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀介介介介质质质质下下下下工工工工作作作作，熔熔熔熔敷敷敷敷金金金金属属属属含含含含C C量量量量不不不不要要要要高高高高于于于于母母母母材材材材。腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀性性性性弱弱弱弱可可可可选选选选18-818-
41、8型型型型焊焊焊焊接接接接材材材材料料料料；腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀性性性性强强强强要要要要选选选选含含含含TiTi或或或或NbNb等等等等稳稳稳稳定定定定化化化化元元元元素素素素或超低或超低或超低或超低C C焊接材料；耐酸腐蚀常选含焊接材料；耐酸腐蚀常选含焊接材料；耐酸腐蚀常选含焊接材料；耐酸腐蚀常选含MoMo的焊接材料。的焊接材料。的焊接材料。的焊接材料。2022/9/1925第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接第25页，共26页，编辑于2022年，星期二第第3节节 奥氏体不奥氏体不锈钢锈钢的的焊焊接接3 3、焊接工艺要点、焊接工艺要点、焊接工艺要点、焊接工艺要点l l 焊前不预热。焊前不预热。焊前不预
42、热。焊前不预热。l l 防防防防止止止止接接接接头头头头过过过过热热热热。小小小小电电电电流流流流，短短短短弧弧弧弧快快快快速速速速焊焊焊焊，避避避避免免免免重重重重复复复复加加加加热热热热，强强强强制制制制冷却焊缝冷却焊缝冷却焊缝冷却焊缝(加铜垫板、喷水冷却加铜垫板、喷水冷却加铜垫板、喷水冷却加铜垫板、喷水冷却)等。等。等。等。l l 焊前要保证工件表面完好无损。焊前要保证工件表面完好无损。焊前要保证工件表面完好无损。焊前要保证工件表面完好无损。l l 奥奥奥奥氏氏氏氏体体体体钢钢钢钢焊焊焊焊接接接接后后后后，原原原原则则则则上上上上不不不不进进进进行行行行热热热热处处处处理理理理。只只只只有有有有焊焊焊焊接接接接接接接接头头头头产产产产生生生生了了了了脆脆脆脆化化化化或或或或要要要要进进进进一一一一步步步步提提提提高高高高其其其其耐耐耐耐蚀蚀蚀蚀能能能能力力力力时时时时，才才才才根根根根据据据据需需需需要要要要选选选选择择择择固固固固溶溶溶溶处处处处理理理理、稳定化处理或消除应力处理。稳定化处理或消除应力处理。稳定化处理或消除应力处理。稳定化处理或消除应力处理。2022/9/1926第九章 耐热钢钢、不锈钢的焊接第26页，共26页，编辑于2022年，星期二