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关于超级奥氏体不锈钢904L不锈钢的焊接

904L是一种高铬镍钼含量的超级奥氏体不锈钢,相比316L317L它具有更好的耐腐蚀性能,本文分析了904L不锈钢的焊接特点,并通过焊接工艺评定试验保证了产品的机械性能,确定了合理的焊接工艺并成功应用于实践,焊接质量得到了保证。

1. 焊接性分析

1.1  材料简介

通俗简称904LASME板材标准号SB-625, UNS No. N08904,国内材料牌号015Cr21Ni26-Mo5Cu2S39042),是一种单相奥氏体,具有良好的抗点蚀和缝隙腐蚀、很高的抗应力腐蚀的能力,良好的抗晶间腐蚀的能力,主要应用于石油化工设备中的反应器,硫酸储存与运输的热交换器,塔器中塔体、烟道、档门板,内件,喷淋系统等领域。

1.2  焊接过程中易产生的问题

(1)奥氏体钢导热系数小和线膨胀系数大, 同时还存在有害杂质(SPSnSb等)的偏析,形成易溶液膜,在焊接局部加热和冷却的条件下,焊接过程中可形成较大的拉应力,焊缝凝固期间容易形成热裂纹,热裂纹主要还是以弧坑裂纹出现较多。

(2)焊接过程中由于焊接工艺因素的一些影响,如,焊接线能量偏大、层间温度过高造成在敏化温度区间停留时间太长,造成焊接接头的耐蚀性能下降。

1.3  预防措施

焊接时产生热裂纹等缺陷的因素很多,根据大量的生产实践和研究证明,防止缺陷的产生可以从冶金因素和工艺因素去考虑,以下主要浅谈从工艺因素方面平时需要注意的几点:

(1)尽量减小焊接线能量,不应过分的增加焊接速度,而应适当的降低焊接电流,同时层间温度应得到有效的控制,层间温度一般控制在100℃以下。

(2)选择合适的焊接坡口与焊接方法,减小熔合比,对于厚板焊接结构,采用多层多道焊,对各层熔深进行控制,避免较大的摆幅,接头处应尽量避免应力集中。

(3)焊接收弧处应打磨后施焊,防止弧坑裂纹。

(4)焊接次序适当,尽量使大多数焊缝能再较小的刚度的条件下焊接,使焊缝受力较小

(5)选用与其化学成分相匹配的或采用较母材更高CrMo含量的“超合金化”的焊接材料,如镍基材料,提高耐腐蚀性能。同时焊接工艺不能采用自熔焊接。

(6)限制母材和焊接材料中的SP等有害元素的存在。

2. 焊接工艺评定试验

2.1  焊接坡口的制备与清理

焊接坡口加工最好采用机械加工,亦可采用等离子切割,但切割后坡口面应用砂轮机将熔渣打磨去除至光亮,焊前应对坡口两侧20mm范围内及坡口面进行机械清理或化学清洗,防止杂质、油污等引起缺陷,加工坡口尺寸型式见附图。

2.2  焊接方法及焊材的选择

根据产品结构特点,确定了GTAW+SMAW的组合焊接工艺评定试验,焊接材料的选择应保证焊缝金属的力学性能高于或等于母材,且化学成分应与母材相匹配的原则进行,选择了某品牌国产奥氏体不锈钢焊丝ER385,焊条E385-16

2.3  焊接工艺要求及参数

焊前用丙酮清洗坡口两侧50mm范围内的油等污物,保证装配间隙与对口错边量,焊丝用丙酮进行清洗去油脂,打底焊时背侧用保护罩通氩气对焊缝进行保护,氩气流量15~20L/min,焊接过程中控制层间温度≤70℃,每焊完一道用不锈钢丝刷进行刷磨,去除氧化物,焊丝、焊条稍作摆动,注意收弧部位,发现裂纹立即彻底清除,焊后用不锈钢丝刷清理刷磨并对外观进行检验。焊接参数见表1

2.4  无损检测

焊后100%RT,符合JB/T4730.2-2005,Ⅰ级合格。

2.5  理化试验

焊接接头经过2个拉伸试验和4个弯曲试验, 2个晶间腐蚀试验均符合相关标准的要求。力学性能试验见表2与表3

2个试样按GB/T4334-2008方法E进行晶间腐蚀试验,结果合格。

3. 结束语

通过分析904L超级奥氏体不锈钢的焊接特点,制定出了符合904L的焊接工艺,总结出了904L不锈钢焊接缺陷产生的防止措施,为指导生产提供了参考。在本公司实际产品焊接过程中,产品焊接一次合格率达到100%,取得一个高质量的焊件是完全可以满足的。


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创建时间:2018-09-07 10:13
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