[發明專利]防止鎳基焊材焊接奧氏體不銹鋼產生熱裂紋的焊接方法

有效

• 申請號: 200910209593.1
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號: CN102049628A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 胡建群;吾之英
• 申請（專利權）人: 秦山第三核電有限公司
• 主分類號: B23K31/12
• 分類號: B23K31/12;B23K9/16
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 莫丹

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，具體涉及一種利用鎳基焊材焊接奧氏體不銹鋼的焊方法。

背景技術

焊接熱裂紋的形成是由于材料中存在低熔點的共晶元素，在焊接過程中，這些元素被重新熔化，在焊縫金屬凝固過程中，這些雜質元素生成的低熔點共晶物結晶偏析富集于晶界，形成所謂“液態薄膜”，在特定的敏感溫度(又稱脆性溫度區間)，其強度極小。由于焊縫凝固收縮以及其它外拉應力(裝配應力)的共同作用，最終開裂形成裂紋。影響熱裂紋產生的因素主要有兩大類，第一種影響因素為材料的化學成分，其中包括母材的化學成份和焊材的化學成份；第二種影響因素是焊接工藝。

材料的化學成份是影響焊接熱裂紋的最本質因素。S若與Ni相結合，形成的NiS以及Ni-Ni₃S₂共晶均為低熔點物質。鋼中S含量的增加，勢必在與鎳基焊材的焊接過程中生成更多的NiS以及Ni-Ni₃S₂共晶。而這類低熔點物質在熔池中的偏析是導致鋼在焊接過程中產生熱裂紋的主要影響因素，是熱裂紋形成的內部條件。

工藝措施對奧氏體不銹鋼焊接熱裂紋的影響不容忽視，焊接時焊接線能量對熱裂紋影響很大。焊接時線能量越高，則輸入的熱量越多，晶間低熔點共晶物的熔化越嚴重，晶界處于液態的時間越長，越容易促進熱裂紋的產生。另外焊接接頭形式、預熱、焊接順序等工藝因素也會影響焊接熱裂紋的產生

發明內容

本發明的目的在于提供一種防止熱裂紋的產生，提高焊縫質量的防止鎳基焊材焊接奧氏體不銹鋼產生熱裂紋的焊接方法。

實現本發明目的技術方案：一種防止鎳基焊材焊接奧氏體不銹鋼產生熱裂紋的焊接方法，其步驟如下：

(1)先采用下述公式計算確定不產生焊接熱裂紋的最大熔合比X值，以控制焊縫金屬中得S含量在0.013％以下：

X<0.013-BA-B]]>

式中X為熔合比；

????A為母材中的S含量；

????B為焊材中的S含量；

(2)焊接時，采用鎢極氬弧焊，擺動焊接，焊道做成凸型焊道，焊接參數如下：

焊接電流：110～160A；

焊接電壓：11.0～15.0V；

保護氣體：純Ar保護氣，流量7～17L/min。

如上所述的一種防止鎳基焊材焊接奧氏體不銹鋼產生熱裂紋的焊接方法，其在焊接前，對待焊面進行丙酮擦洗，焊材采用砂紙打磨并進行丙酮擦拭。

本發明的效果在于：本發明在控制焊接工藝措施的同時，通過對熔合比的控制減少母材中S元素的熔入量，從而減少低熔點物質的形成條件，從化學成分和工藝措施兩方面進行控制，防止焊接熱裂紋的產生。本發明方法可以直觀的利用對焊接參數和焊接要素的控制，防止熱裂紋的產生，提高焊縫質量。也可以利用其產生裂紋，用于安全分析等工作中的裂紋預制。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明所述的防止鎳基焊材焊接奧氏體不銹鋼產生熱裂紋的焊接方法作進一步描述。

實施例1：表面堆焊

焊接方法：鎢極氬弧焊(GTAW)；

母材：ASME?SA-182F304L，S含量0.023％；

焊材：ERNiCr-3，Ф3.2mm，S含量0.005％；

采用下述公式計算不產生焊接熱裂紋的最大熔合比X值：

X<0.013-BA-B]]>

上述公式中A為母材中的S含量，為0.023％；

??????????B為焊材中的S含量，為0.005％；

??????????X為熔合比；

0.023X+0.005(1-X)＝0.013