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不同钢号相焊的焊缝金属

2019-11-14

不同强度钢号的碳素钢低合金钢之间的焊缝金属应保证力学性能,且不应超过强度较高母材标准规定的抗拉强度上限值。

JB/T4709-2000标准中不同强度钢号的碳素钢、低合金钢都为珠光体钢焊接材料应保证焊缝金属与强度级别较低的母材相匹配。焊后热处理温度若按强度高的母材选用要注意勿使焊缝另一侧母材强度降低过多;若按强度低的母材选用,则应注意防止强度高的母材产生冷裂缝。高合金钢与碳素钢或低合金钢之间的焊缝金属应保证抗裂性能和力学性能。宜采用铬镍含量较高合金钢母材高的焊接材料。钢与珠光体钢焊接,由于这两类钢在化学成分、金相组织和力学性能方面相差很大,主要会产生下列三方面问题:

(1)焊缝金属的稀释:往往会使珠光体一侧熔合区附近产生脆性的马氏体组织,若提高焊缝金属中形成元素镍含量和控制高温停留时间可以减少其影响。

(2)碳迁移形成扩散层:在珠光体一侧形成脱碳层,一侧形成增碳层,可引起降低接头的高温久强度和塑性。提高焊缝的含镍量,利用其石墨化作用阻碍形成碳化物则缩小扩散层。

(3)接头残余应力:管构件加工主要原因是珠光体钢与钢线膨胀系数不同及钢导热性差而产生的。

焊接钢与珠光体钢宜采用铬镍含量较高合金钢母材高的焊接材料,甚至选用线膨胀系数介于珠光体钢与钢之间的镍合金焊材,以降低残余应力。焊接材料应满足图样的技术要求,并按 JB 4708规定通过焊接工艺评定。由于焊条、焊剂国家标准规定不进行弯曲性能试验,焊条、焊剂力学性能试板热处理规范与产品焊后热处理规范不相同,与不少钢材相差甚远,规定焊材“按 JB 4708通过焊接工艺评定”以确保焊材按压力容器标准通过性能检验,但不要求焊材按炉批号进行焊接工艺评定。焊接材料熔敷金属硫、磷含量规定应与母材一致,选用 GB/T 5118标准规定的焊条,

还应符合下列要求:

型号为EX X X X—G的焊条应规定出焊缝金属夏比 V 型缺口冲击吸取功。铬钼钢焊条的焊缝金属夏比 V型缺口冲击吸取功常温时不应小于3l J 箱用于焊接低温钢的镍钢焊条的焊缝金属夏比 v 型缺口冲击吸取功在相应低温时应不小于34J。型号为 EX X 人 X—G 的焊条、铬钼钢焊条、低温钢焊条其力学性能试板热处理规范与压力容器用钢材焊后热处理规范相差甚远。GB/T 5113中焊条力学性能试板热处理规范基本上是按焊条强度级别来考虑的。提高热处理温度、延长热处理时间都会降低焊缝金属的抗拉强度,同一型号焊条可能用于多种钢材、多种制造工艺的焊件,焊条国家标准中焊缝金属抗拉强度名义值应适应各种工艺情况,如某焊件经多次焊后热处理,要求焊缝金属抗拉强度仍不低于标准规定值。

结合我国合金体系特点研制的15MnVR、15MnVNR、07MnCrMoVR 钢,为防止碳化钒析出,焊后热处理温度都规定低于600C,低温钢焊后热处理温度规定较低。工艺人员、设计人员应当综合考虑焊条力学性能热处理规范、焊件制造工艺特点(主要是焊后热处理、焊接返修)和钢材特点,选用相应的焊材。对带“G”焊条加上“规定出焊缝金属夏比 v型缺口冲击吸取功”,对铬钼钢焊条、焊接低温钢的镍钢焊条,提高了焊缝金属夏比 V 型缺口冲击功验收指标,以便与钢板要求相适应。

合金体系

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