Austenitischer Edelstahl in den Schweißeigenschaften: Beim Schweißprozess sind die elastischen, plastischen Spannungs- und Spannungsvariablen sehr groß, es treten jedoch selten Kaltrisse auf. In der Schweißverbindung gibt es keine Verfestigungszone und kein grobes Korn, daher ist die Zugfestigkeit der Schweißnaht hoch.
Hauptprobleme beim Schweißen von austenitischem Edelstahl: große Schweißverformung; Aufgrund seiner Korngrenzeneigenschaften und seiner Empfindlichkeit gegenüber einigen Spurenverunreinigungen (S, P) ist es leicht, Heißrisse zu erzeugen.
Fünf Schweißprobleme und Behandlungsmaßnahmen von austenitischem Edelstahl
01 Die Bildung von Chromkarbid verringert die interkristalline Korrosionsbeständigkeit von Schweißverbindungen
Interkristalline Korrosion: Nach der chromarmen Theorie scheidet sich Chromkarbid an den Korngrenzen aus, wenn die Schweißnaht und die Wärmeeinflusszone auf die Sensibilisierungstemperaturzone von 450-850 Grad C erhitzt werden, was zu chromarmen Korngrenzen führt reichen nicht aus, um dem Grad der Korrosion standzuhalten.
(1) Bei interkristalliner Schweißnahtkorrosion und Korrosion in der sensibilisierten Temperaturzone des Netzes können die folgenden Maßnahmen zur Begrenzung ergriffen werden:
A. Reduzieren Sie den Kohlenstoffgehalt des Grundmetalls und der Schweißnaht und fügen Sie dem Grundmetall die stabilisierenden Elemente Ti, Nb und andere Elemente hinzu, um vorzugsweise MC zu bilden und die Bildung von Cr23C6 zu vermeiden.
B. Die Schweißnaht bildet eine zweiphasige Struktur aus Austenit und einer kleinen Menge Ferrit. Wenn eine bestimmte Menge Ferrit in der Schweißnaht vorhanden ist, kann die Korngröße verfeinert, die Kornfläche vergrößert und die Menge der Chromkarbidausfällung auf der Korngrenzeneinheitsfläche verringert werden.
Chrom hat eine hohe Löslichkeit in Ferrit, Cr23C6 bildet sich bevorzugt in Ferrit und führt nicht zu einem Chrommangel an der Austenitkorngrenze. Der Ferrit, der zwischen den Austeniten wandert, verhindert, dass sich Korrosion entlang der Korngrenzen nach innen ausbreitet.
C. Kontrollieren Sie die Verweilzeit im sensibilisierten Temperaturbereich. Passen Sie den thermischen Schweißzyklus an, verkürzen Sie die Verweilzeit von 600 bis 1000 Grad so weit wie möglich und wählen Sie eine Schweißmethode mit hoher Energiedichte (z. B. Plasma-Argon-Lichtbogenschweißen).
Wählen Sie eine kleinere Schweißlinienenergie, Argongas auf der Rückseite der Schweißnaht oder eines Kupferpads, um die Abkühlgeschwindigkeit der Schweißverbindung zu erhöhen, reduzieren Sie die Anzahl der Lichtbögen und Lichtbögen, um wiederholtes Erhitzen zu vermeiden, und verbessern Sie die Kontaktfläche des Mehrschichtschweißens mit Das korrosive Medium wird weitestgehend verschweißt.
D. Nach dem Schweißen, einer Behandlung mit fester Lösung oder einem Stabilisierungsglühen (850 bis 900 Grad) nach Wärmekonservierung und Luftkühlung, damit das Karbid vollständig ausgeschieden wird und die Diffusion des Chroms beschleunigt wird.
(2) Messerkorrosion von Schweißverbindungen. Aus diesem Grund können folgende vorbeugende Maßnahmen ergriffen werden:
Aufgrund der starken Diffusionsfähigkeit von Kohlenstoff wird er während des Abkühlvorgangs an der Korngrenze polarisiert und bildet einen übersättigten Zustand, während Ti und Nb aufgrund der geringen Diffusionsfähigkeit im Kristall verbleiben. Wenn die Schweißverbindung im Sensibilisierungstemperaturbereich erneut erhitzt wird, fällt der gesättigte Kohlenstoff in Form von Cr23C6 zwischen den Kristallen aus.
A. Kohlenstoffgehalt reduzieren. Bei Edelstahl, der stabilisierende Elemente enthält, sollte der Kohlenstoffgehalt 0,06 Prozent nicht überschreiten.
B. Nehmen Sie einen angemessenen Schweißprozess an. Wählen Sie eine kleinere Schweißlinienenergie, um die Verweilzeit des überhitzten Bereichs bei hoher Temperatur zu verkürzen, und achten Sie darauf, den Effekt der „Sensibilisierung bei mittlerer Temperatur“ während des Schweißvorgangs zu vermeiden.
Beim beidseitigen Schweißen sollte die Schweißnaht, die mit dem korrosiven Medium in Berührung kommt, abschließend geschweißt werden (aus diesem Grund wird das Schweißen innerhalb und außerhalb des Dickwandschweißens mit großem Durchmesser durchgeführt), wenn dies nicht möglich ist, das Schweißen Spezifikation und Schweißnahtform sollten angepasst werden und der überhitzte Bereich in Kontakt mit dem korrosiven Medium sollte soweit wie möglich wieder sensibilisiert werden.
C. Wärmebehandlung nach dem Schweißen. Feste Lösung oder Stabilisierung nach dem Schweißen.
02 Spannungsrisskorrosion
Zur Vermeidung von Spannungsrisskorrosion können folgende Maßnahmen ergriffen werden:
A. Korrekte Materialauswahl und sinnvolle Anpassung der Schweißnahtzusammensetzung. Hochreiner austenitischer Chrom-Nickel-Edelstahl, austenitischer Chrom-Nickel-Edelstahl mit hohem Siliziumgehalt, ferritisch-austenitischer Edelstahl, ferritischer Edelstahl mit hohem Chromgehalt usw. weisen eine gute Beständigkeit gegen Spannungskorrosion und eine gute Beständigkeit gegen Spannungskorrosion beim Schweißgut auf ist eine austenit-ferritische Duplex-Stahlstruktur.
B. Beseitigen oder reduzieren Sie Eigenspannungen. Die Restoberflächenspannung wird durch mechanische Methoden wie Polieren, Kugelstrahlen und Hämmern reduziert.
C. Angemessenes strukturelles Design. Um große Stresskonzentrationen zu vermeiden.
03 Schweißheißriss (Schweißkristallisationsriss, Wärmeeinflusszone-Verflüssigungsriss)
Die thermische Rissempfindlichkeit hängt hauptsächlich von der chemischen Zusammensetzung, Struktur und den Eigenschaften des Materials ab. Ni bildet mit Verunreinigungen wie S und P leicht eine Verbindung oder ein Eutektikum mit niedrigem Schmelzpunkt, und die Entmischung von Bor und Silizium fördert die Entstehung heißer Risse.
Durch die Schweißung bildet sich leicht eine stark gerichtete, grobe, säulenförmige Kristallstruktur, die die Absonderung schädlicher Verunreinigungen und Elemente begünstigt. Dadurch entsteht ein kontinuierlicher intergranularer Flüssigkeitsfilm und die Empfindlichkeit gegenüber thermischen Rissen wird erhöht. Wenn das Schweißen nicht gleichmäßig erhitzt wird, kann es leicht zu einer großen Zugspannung kommen und die Entstehung von heißen Schweißrissen begünstigen.
Vorsichtsmaßnahmen:
A. Kontrollieren Sie streng den Gehalt an schädlichen Verunreinigungen S und P.
B. Passen Sie die Struktur des Schweißgutes an. Die Schweißnaht weist eine gute Rissbeständigkeit auf. Die δ-Phase in der Schweißnaht kann das Korn verfeinern, die Richtwirkung von einphasigem Austenit beseitigen, die Absonderung schädlicher Verunreinigungen an der Korngrenze verringern und die δ-Phase kann mehr S und P auflösen, die Grenzflächenenergie reduzieren und das δ-Phase in der Schweißnaht verfeinern Bildung eines intergranularen Flüssigkeitsfilms.
C. Passen Sie die Zusammensetzung der Schweißmetalllegierung an. Die Empfindlichkeit gegenüber thermischen Rissen kann verringert werden, indem der Gehalt an Mn, C und N im einphasigen austenitischen Stahl entsprechend erhöht wird und eine kleine Menge an Spurenelementen wie Cer, Eisen, Tantal hinzugefügt wird (die die Schweißstruktur verfeinern und das Korn reinigen können). Grenze).
D. Prozessmaßnahmen. Minimieren Sie die Überhitzung des Schmelzbades, um die Bildung dicker säulenförmiger Kristalle zu verhindern, und verwenden Sie kleine Linienenergien und Schweißnähte mit kleinem Querschnitt. Beispielsweise ist austenitischer 25-20-Stahl anfällig für Verflüssigungsrisse. Durch die strikte Begrenzung des Verunreinigungsgehalts und der Korngröße des Grundmaterials können Schweißverfahren mit hoher Energiedichte, geringer Linienenergie und eine Verbesserung der Abkühlgeschwindigkeit der Verbindung eingesetzt werden
04 Versprödung von Schweißverbindungen
Wärmefester Stahl sollte die Plastizität von Schweißverbindungen gewährleisten, um eine Versprödung bei hohen Temperaturen zu verhindern. Tieftemperaturstahl erfordert eine gute Tieftemperaturzähigkeit, um einen Sprödbruch der Schweißverbindungen bei niedrigen Temperaturen zu verhindern.
05 Große Schweißverformung
Aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit und des großen Ausdehnungskoeffizienten ist die Schweißverformung groß und die Vorrichtung kann zur Vermeidung von Verformungen verwendet werden. Auswahl an Schweißverfahren und Schweißmaterialien für austenitischen Edelstahl:
Austenitischer Edelstahl kann durch Wolfram-Argon-Lichtbogenschweißen (WIG), Schmelzargon-Lichtbogenschweißen (MIG), Plasma-Argon-Lichtbogenschweißen (PAW) und Unterpulverschweißen (SAW) geschweißt werden.
Aufgrund seines niedrigen Schmelzpunkts, der geringen Wärmeleitfähigkeit und des großen spezifischen Widerstands ist der Schweißstrom von austenitischem Edelstahl gering. Eine schmale Schweißnaht und ein schmaler Schweißdurchgang sollten verwendet werden, um die Verweilzeit bei hohen Temperaturen zu verkürzen, Karbidausfällungen zu verhindern, die Schweißkontraktionsspannung zu verringern und die Empfindlichkeit gegenüber thermischen Rissen zu verringern.
Die Zusammensetzung des Schweißmaterials, insbesondere der Cr- und Ni-Legierungselemente, ist höher als die des Grundmaterials. Um eine gute Rissbeständigkeit (Kaltrissbildung, Heißrissbildung, Spannungsrisskorrosion) der Schweißnaht zu gewährleisten, werden Schweißmaterialien verwendet, die eine geringe Menge (4–12 Prozent) Ferrit enthalten.
Wenn die Ferritphase in der Schweißnaht nicht vorhanden sein darf oder nicht, sollte das Schweißmaterial mit Mo, Mn und anderen Legierungselementen ausgewählt werden.
C, S, P, Si, Nb im Schweißmaterial sollten so gering wie möglich sein. Nb in der reinen Austenitschweißnaht führt zu Erstarrungsrissen, eine geringe Menge Ferrit in der Schweißnaht kann jedoch wirksam vermieden werden.
Schweißkonstruktionen, die nach dem Schweißen stabilisiert oder entspannt werden müssen, sind in der Regel Nb-haltige Schweißmaterialien. Das Unterpulverschweißen wird zum Schweißen mittlerer Bleche verwendet. Der Verbrennungsverlust von Cr und Ni kann durch den Übergang von Legierungselementen in Flussmittel und Draht ergänzt werden.
Aufgrund der großen Eindringtiefe sollte darauf geachtet werden, die Entstehung von Heißrissen in der Schweißnahtmitte zu verhindern und die Korrosionsbeständigkeit der Wärmeeinflusszone zu verringern. Es sollte darauf geachtet werden, einen dünneren Draht und eine geringere Schweißlinienenergie zu wählen, und der Draht muss einen niedrigen Si-, S- und P-Gehalt aufweisen.
Der Ferritanteil in der hitzebeständigen Edelstahlschweißnaht sollte nicht größer als 5 Prozent sein. Für austenitischen rostfreien Stahl mit einem Cr- und Ni-Gehalt von mehr als 20 Prozent sollte ein Draht mit hohem Mn-Gehalt (6-8 Prozent) ausgewählt werden, und es sollte ein alkalisches oder neutrales Flussmittel gewählt werden, um zu verhindern, dass Si zur Schweißnaht hinzugefügt wird, um deren Rissbildung zu verbessern Widerstand.
Das spezielle Flussmittel für austenitischen Edelstahl erhöht den Si-Gehalt nur sehr wenig, wodurch die Legierung in die Schweißnaht übergehen und der Verbrennungsverlust von Legierungselementen ausgeglichen werden kann, um die Anforderungen an die Schweißleistung und die chemische Zusammensetzung zu erfüllen.
