第七节 珠光体钢与奥氏体钢的焊接
奥氏体钢与珠光体钢焊接
六、焊缝清理
要求：焊接结束后用钢丝刷或抛光刷将焊缝焊渣、飞溅 、 熔滴清理干净。
七、焊接质量检验
五、焊接操作要领
2.打底层焊接角度
焊接点在时钟5～6点位置时，焊 枪与焊接方向管子切线夹角为85° ～ 90°，焊丝与焊接方向的管子切线夹 角为10° ～ 20°
焊接点在时钟7～8点位置时， 焊枪与焊接方向管子切线夹角为 90° ～105°，焊丝与焊接方向的 管子切线夹角为10° ～ 20°
五、焊接操作要领
2.打底层焊接角度
焊接点在时钟9点位置时，焊枪与 焊接方向管子切线夹角为90°，焊丝 与焊接方向的管子切线夹角为10° ～ 20°
焊接点在时钟10～11点位置时， 焊枪与焊接方向管子切线夹角为 90° ～105°，焊丝与焊接方向的 管子切线夹角为10° ～ 20°
五、焊接操作要领
2.打底层焊接角度
角度和增加焊接层数。焊接时，尽量采用小直径 焊丝、小电流、大电压、快速焊接。
五、焊接操作要领
1、氩弧焊打底焊操作要领 管横截面分成左右两个半圆，分别进行焊接，如上图所示。焊接时 在仰焊处时钟6点前方10mm处引弧后，将电弧拉至始焊处，采取短弧对 起焊处进行预热，当形成熔池后加入焊丝，按仰焊→立焊→平焊顺序进 行施焊，注意焊枪与管子切线夹角随焊接位置的变化而变化。
焊接点在时钟12点位置时，焊枪与焊接方向管子 切线夹角为90° ～100°，焊丝与焊接方向的管子切 线夹角为10° ～ 20°
后半圈焊接时焊接角度与前半圈相同。
五、焊接操作要领
3、盖面层：焊接电流90-100A，焊枪与焊丝角度和打底层基本 一致。焊接时，采用长弧预热，先从仰焊部位超过管子中心线 5～10mm处开始焊接，采用锯齿形或月牙形焊条摆动方法，焊 条摆向两边稍作停留使母材熔化1 ～ 2毫米；焊接时根据焊接角 度的变化，随时转动手臂和手腕，使后一个熔池重叠在前一个 熔池的1/2处，保持短弧焊接，从而获得均匀、美观的焊缝。
奥氏体钢与珠光体钢异种钢的焊接研究
１ 奥 氏体钢 与珠光 体钢焊 接材 料 的
选 用
奥氏体钢与珠光体钢焊接一般遵循如下原则
选择 焊 接材 料
低碳钢母材脱碳层宽度 的影 响最为显著 ， 而进一 步提高铬含量 ， 则影响减少． 当焊缝金属 中含铬量 提高到 ２ ％时， ５ 脱碳层 宽度显著减小 ， 同时也减
不得在含 硫气 体 中工 作 ， 工作温度 ￣４０ ＜ ５
用来 覆 盖 Ａ ０ ５ ７焊 缝 ， 可 耐晶间腐蚀
脚
脚一
Ｉ ＋Ｘ Ⅳ Ｅ －６２ ＭｏＮ １ （ １－５ Ｎ－ ） １１－５ ６ －６ Ｅ ６２ Ｍｏ ・６ － １
耐晶间腐蚀 ， 工作 温度 ≤
３ ０ ℃ ５
℃
℃
不热 不火 嬲 腐 ’ 温 预 回 蚀 作度 工
不耐 晶间腐 蚀 ， Ｔ作温 度
＜ ４ ０℃ ￣ ５
Ｅ ・６２ Ｍ ６ －６ Ｅ ６２ Ｍｏ －６ １１－５ ｏ Ｎ １ （ １－５ Ｎ １ ） Ｅ －６２ Ｍ ６ － （ １－５ Ｎ １ ） １１－５ ｏ Ｎ １ Ｅ ６２ Ｍｏ －５ ５ Ｅ ・８１ Ｍ ２ ｂ１ （ ３ ６ｌ ） ０ １－２ ｏ Ｎ ・６ Ｅ １ －６
表 ３ 奥 氏体钢与珠光体钢 的焊条 、 预热 及焊后热处理 母材 组合
型号 Ｉ＋Ｘ Ｅ － －１１（ ３ １ －６ ２２ ２ —６ Ｅ ０ ０１ ） ６
Ｅ － －１１ （ ３ ｌ 一５ ２２ ２ —５ Ｅ Ｏ Ｏ１ ） ６
焊条
牌号
Ａ４ ２ ０
Ａ Ｉ
焊
热／ 焊
火／
备注
田
Ｅ —６２ Ｍｏ Ｎ １ （ １－５ Ｎ １ ） １１－５ ６ －５ Ｅ ６２ Ｍｏ 一５
2023年焊工(高级)高频考点训练3卷合壹(带答案)试题号42
2023年焊工（高级）高频考点训练3卷合壹（带答案）（图片大小可自由调整）全文为Word可编辑，若为PDF皆为盗版，请谨慎购买！卷I一.全能考点(共100题)1.【单选题】锅炉铭牌上标出的压力是锅炉设计工作压力，又称()工作压力。
A、计算B、最低C、额定D、最高参考答案：C2.【单选题】黄铜H62中的数字“62”表示()。
A、锌的含量62%B、抗拉强度为62MPaC、铜的含量62%D、伸长率为62%参考答案：C3.【多选题】《中华人民共和国安全生产法》规定，两个以上生产经营单位在同一作业区域内进行生产经营活动，可能危及对方生产安全的，应该（）。
A、明确各自的安全生产管理职责B、明确各自应当采取的安全措施C、明确各自应当采取的质量措施D、指定各自项目管理人员进行安全检查与协调E、指定各自专职安全生产管理人员进行安全检查与协调参考答案：ABE4.【单选题】()是斜Y形坡口对接裂纹试验规定的每次试验的试件数量。
A、1件B、2件C、3件D、4件参考答案：B5.【判断题】圆盘形起重电磁铁用于吊运钢板、钢条、钢管及型钢等。
（）参考答案：×6.【单选题】铸铁的手工电渣焊不能获得()的焊缝。
A、加工性能好B、与母材性能一致C、塑性非常好D、与母材颜色一致参考答案：C7.【判断题】使用了低合金结构钢，不仅大大地节约了钢材，提高了硬度及耐磨性，同时也大大提高了产品质量和使用寿命。
参考答案：×8.【单选题】建筑施工企业以欺骗、贿赂等不正当手段取得安全生产许可证的，撤销安全生产许可证，（）年内不得再次申请安全生产许可证。
A、1B、2C、3D、5参考答案：C9.【单选题】焊条电弧焊时，阳极温度比阴极温度高一些，这是由于阴极发射要（）所致。
A、消耗一部分质量B、消耗一部分强度C、增加一部分能量D、消耗一部分能量参考答案：D10.【单选题】压力容器相邻的两筒节间的纵缝应错开，其焊缝中心线之间的外圆弧长一般应大于筒体厚度的3倍，且()。
高级焊工焊接知识28个问答题含解析
一、焊旌的一次结晶组织有何特征？答：焊接熔池的结晶也遵循一般液体金属结晶的基本规律：形成晶核和晶核长大。
焊接熔池中的液体金属在凝固时，通常融合区母材上的半融化晶粒成为晶核。
然后晶核吸附周围液体的原子进行长大，由于晶体是沿着与导热方向相反的方向成长，同时它也向着两侧方向成长，但由于受到相邻的正在生长的晶体所阻挡，因此晶体形成柱状形态的晶体称为柱状晶。
此外，在一定条件下，熔池中的液体金属在凝固时也会产生自发晶核，如果散热是沿各个方向进行，则晶体就沿各个方向均匀地长成晶粒状晶体，这种晶体称为等轴晶。
焊旌中通常见到的柱状晶，在一定条件下，焊缝中心也会出现等轴晶.二、焊缝的二次结晶组织有何特征？答：焊缝金属的组织，在一次结晶之后金属继续冷却到相变温度以下，又发生金相组织的变化，如低碳钢焊接时，一次结晶的晶粒都是奥氏体晶粒，当冷却到低于相变温度时，奥氏体分解为铁素体和珠光体，所以二次结晶后的组织大部分是铁素体加少量珠光体。
但由于焊催的冷却速度较快，所得珠光体含量一般比平衡组织中的含量大，冷却速度越快，珠光体含量越高，而铁素体量越少，硬度和强度也都有所提高，而塑性和韧性则有所降低。
经二次结晶后，得到室温下的实际组织。
不同钢材在不同焊接工艺条件下所得到的焊绛组织是不同的。
三、以低碳钢为例说明焊缝金属二次结晶后得到什么组织？答：以低塑钢为例，一次结晶的组织为奥氏体，焊缝金属固态相变过程称为焊檀金属的二次结晶。
二次结晶的显微组织为铁素体和珠光体。
在低碳钢的平衡组织中，焊缝金属含碳量很低，其组织为粗大的柱状铁素体加少量珠光体。
由于焊缝冷却速度大，铁素体不能按铁碳相图全部析出，结果珠光体的含量一般都较平缓组织中的含量大。
冷却速度大还会使晶粒细化，金属的硬度和强度也有所提高。
由于铁素体的减少和珠光体的增加也会使硬度增加，而塑性下降。
因此，焊缝最后得到的组织是由金属的成分和冷却条件来决定的。
由于焊接过程的特点，焊绎金属组织较细，所以焊绛金属比铸造状态组织性能要好。
珠光体钢与奥氏体钢的焊接
珠光体钢与奥氏体钢虽都是钛基合金，但两者成分差异较大，实质上属于异种金属的焊接。
异种金属焊接时，存在的问题比同种金属焊接复杂。
因为除了金属本身物理、化学性能对焊接性带来的影响外，两种金属成分与组织上的差异，在更大程度上会影响接头性能。
要注意的是：在制定焊接工艺规程时，对两种母材自身的问题，也需予以解决。
一、珠光体钢与奥氏体钢焊接的焊接性珠光体钢与奥氏体钢由于在化学成分、金相组织及力学性能方面的差异，焊接时引起了一系列的特殊困难，为了保证焊接质量，必须考虑以下问题：1.母材对焊缝的稀释，引起焊缝组织与性能的变化焊缝是由填充金属与熔化的两种母材熔合而成，一般来说，可以认为焊缝金属大体上是搅拌均匀的，然而由于珠光体钢母材的熔入，必将使填充金属被稀释，引起其成分与组织的变化。
可以根据填充金属与母材的成分及熔化比计算出焊缝金属的成分，然后根据铬镍当量用舍弗勒组织图大致推断出焊缝的组织。
2.凝固过渡层的形成前面所讲的焊缝化学成分是指焊缝中间部分的平均成分，实际上，靠近珠光体一侧焊缝边界的成分常常显示出浓度梯度的特征，这是由于在焊接热源作用下，熔池内部和边缘的液态金属在温度、机械搅拌作用、液态停留时间上均不同所致。
具体表现在：熔池边缘的液态金属较低、流动性较差、液态停留时间较短，机械搅拌作用较弱，导致熔化的母材不能与填充金属充分混合，这部分焊缝中母材熔化金属所占比例较大。
因此，在毗邻珠光体钢一侧的熔合线的焊缝金属中，就会形成一层与内部焊缝金属成分不同的过渡层。
过渡层中的高硬度马氏体组织会使脆性增加，塑性显著下降，形成低塑性带，从而降低了焊接结构的可靠性。
低塑性带的宽度随所用焊条的不同而异。
随焊缝中含Ni量的增加而减小。
对于低温下工作和承受冲击载荷的珠光体钢和奥氏体钢接头，应当选用高镍合金焊条，以减小融合去脆性马氏体层广度和减小熔合线附近冲击韧度降低的幅度。
3.碳迁移过渡层的形成在珠光体钢和奥氏体钢焊接或焊后加热时，由于熔合线两侧的成分相差悬殊，组织亦不相同，在一定温度下会发生某些合金元素扩散。
珠光体钢与奥氏体钢的焊接工艺
珠光体钢与奥氏体钢的焊接工艺作者：孙亚萍来源：《中国高新技术企业》2010年第10期摘要:珠光体钢的碳当量一般较低,焊接性较好。
奥氏体钢中铬、镍元素含量较高,焊缝中容易产生晶间腐蚀和热裂纹,焊接性较差。
文章介绍了珠光体钢和奥氏体钢组合焊接时的特点,并介绍了两组工艺试验,认为只要认真分析异质接头所处的工况,采取合理的焊接工艺措施,就可以得到优质的焊接接头。
关键词:异质接头;稀释;金相组织;组织图;低塑性带;迁移扩散;热应力中图分类号:TG457文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)15-0047-03本文对珠光体钢和奥氏体钢的焊接性进行了论述,并通过两组工艺试验进行了验证,说明这两种材料组合焊接时,只要根据构件的使用条件进行具体分析,制定合理的焊接工艺,就可以得到优质的焊接接头。
一、珠光体钢和奥氏体钢的可焊性分析珠光体钢的碳当量一般较低,它的焊接性较好。
奥氏体钢中铬、镍元素含量较高,焊缝中容易产生晶间腐蚀和热裂纹,焊接性较差。
二、珠光体钢和奥氏体钢焊接中的问题根据理论计算和实践经验,珠光体钢和奥氏体钢焊接时一般都采用奥氏体金属填充材料,在焊接过程中,容易产生焊缝金属稀释、焊缝的金相组织不均匀、熔合区塑性降低、碳迁移扩散、热应力影响等方面的问题。
(一)焊缝金属的稀释1.焊缝金属的稀释。
珠光体钢相对于奥氏体金属填充材料来说,合金元素含量少,因此它们对焊缝金属有一定的稀释作用,而焊缝金属的成分是由填充金属与母材的成分及熔合比确定的,稀释会导致焊缝金属中奥氏体形成元素减少,使焊缝中出现脆性的马氏体组织而降低焊接接头的质量,严重时甚至可能出现裂纹。
熔合比是反映焊缝金属稀释程度的一个重要参数。
常见的几种熔合比见表1:表1珠光体钢与奥氏体钢熔合比与接头形式、焊接方法的关系接头形式被焊钢材的金相类型焊接方法及熔合比(%)手工电弧焊埋弧焊电渣焊堆焊接头珠光体 15～40 25～50 -奥氏体 25～50 35～60 -单道对接接头珠光体 20～40 25～50 20～40奥氏体 15～40 40～60 30～50多层封底焊接头珠光体 25～40 35～60 -奥氏体 35～60 40～70 -2.焊缝化学成分的计算。
珠光体钢与奥氏体钢的焊接共25页文档
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
珠光体钢与奥氏体钢的 焊接
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
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第七节 珠光体钢与奥氏体钢的焊接
第七节珠光体钢与奥氏体钢的焊接一、珠光体钢和奥氏体钢的焊接性珠光体钢和奥氏体钢是两种组织和成分都不相同的钢种。
因此，这两类钢焊接在一起，焊缝金属是由两种不同类型的母材以及填充金属材料熔合而成的。
这就产生了与焊接同一种金属所不同的一系列新的问题。
1．焊缝的稀释由于珠光体钢合金元素含量相对较低，所以它对整个焊缝金属的合金具有稀释作用，从而使焊缝的奥氏体形成元素含量减少，结果焊缝中可能会出现马氏体组织，导致焊接接头性能恶化，严重时甚至可能出现裂纹。
焊缝的组织决定于焊缝的成分，而焊缝的成分决定于母材的熔入量，即熔合比。
因此，一定的熔合比决定了一定的焊缝成分和组织。
熔合比发生变化时，焊缝的成分和组织都要随之发生相应的变化，这种变化可以根据舍夫勒不锈钢的组织图来表示，见图3-1-1。
2．过渡层的形成上面讨论的是当母材与填充金属材料均匀混合的情况下，珠光体钢母材对整个焊缝的稀释作用。
事实上，在焊接热源作用下，熔化的母材和填充金属材料相互混合的程度在熔池边缘是不相同的。
在熔池边缘，液态金属温度较低，流动性较差，在液态停留时间较短。
由于珠光体钢与奥氏体钢填充金属材料的成分相差悬殊。
在熔池边缘上，熔化的母材与填充金属就不能很好地熔合，结果在珠光体钢这一侧焊缝金属中，珠光体钢母材所占的比例较大，而且越靠近熔合线，母材所占的比例越大。
所以，珠光体钢和奥氏体钢焊接时，在紧靠珠光体钢一侧熔合线的焊缝金属中，会形成和焊缝金属内部成分不同的过渡层。
离熔合线越近，珠光体的稀释作用越强烈，过渡层中含铬、镍量也越小，因此，其铬当量和镍当量也相应减少。
对照舍夫勒组织图（图3-1-1），可以看出，此时过渡层将由奥氏体区+马氏体和奥氏体区组成，过渡层的宽度决定于所用焊条的类型，见表3-7-1。
当马氏体区较宽时，会显著降低焊接接头的韧性，使用过程中容易出现局部脆性破坏。
因此，当工作条件要求接头的低温冲击韧度较好时，应选用含镍较高的焊条。
表3-7-1过渡层的宽度（单位：μm）3．熔合区扩散层的形成奥氏体钢和珠光体钢组成的焊接接头中，由于珠光体钢的含碳量较高，但合金元素含量较少（主要指碳化物形成元素），而奥氏体钢则相反，这样在熔合区珠光体钢一侧的碳和碳化物形成元素含量差。
珠光体钢和奥氏体钢的焊接
珠光体钢和奥氏体不锈钢焊接
4.焊接工艺 对异种接头可以采用合适的焊条焊接，也可采用含Ni量高的焊条对珠光体 钢坡口堆焊一侧足够厚度的堆焊层，然后用奥氏体焊材进行熔化焊。 对复合钢板通常先焊基层（碳钢、低合金钢），焊缝不应熔透到覆层金属 以防止焊接金属脆化产生裂纹。 必须严格控制稀释，电弧不能摆动、短弧和电流值等。 基板采用低氢焊接工艺。 基板焊缝清根，合适的奥氏体焊材焊接覆层。 5.焊后热处理 热处理规范选择：必须考虑珠光体钢和奥氏体钢热处理相重的部分选择规范， 如果没有重叠部分根据服役条件选择规范，常用高温退火方法。这样的热 处理不能完全消除残余应力。如必要采用过渡接头来降低接头的残余应力。 具体方法： 珠光体钢/过渡段/奥氏体钢，αP< α过渡段< αA
珠光体钢和奥氏体不锈钢焊接
4 热应力及其影响 奥氏体钢线膨胀系数比珠光体钢大30～50％，导热系数 只有珠光体钢的1/3，这类异种钢接头在 焊后冷却、热 处理及使用中会产生附加的残余应力，其与珠光体钢一 侧脱碳层形成使强度下降，共同作用下，导致接头疲劳 寿命显著降低。
珠光体钢和奥氏体不锈钢焊接
1.焊接方法： 可采用手工电弧焊、氩弧焊、CO2焊（复合钢板珠光体钢焊接）、 SAW(不包括珠光体钢和奥氏体钢界面处的直接焊接)； 两者直接焊接时要采用熔合比小的焊接方法，能量密度不宜集中。 2. 坡口形式：开焊接坡口可以降低熔合比。 通常采用X型坡口，还可采用V型、U型、I型坡口。 对于复合钢板可以把接头处奥氏体钢覆层用机械加工方法去除，其 宽度取决于复合钢板的厚度和焊接方法。 3. 焊接材料： ①必须考虑珠光体钢的焊接性（若冷裂敏感，选用低H焊材）； ②更为重要的是能有效抑制珠光体钢对焊缝金属的稀释作用； ③应考虑接头的服役条件（工作温度、耐蚀性要求等）。
珠光体钢与奥氏体钢的焊接
1、施焊及施焊后存在的问题
（1）产生大量的水气 （2）施焊后检测时出现气孔和未熔合※
2 、缺陷分析
（1）气孔产生的原因 不锈钢复合管制造前，碳钢管内壁未除锈或 除锈不干净；不锈钢管镶入碳钢管使用的机 油残留在复层与基层之间。当焊接加热时油 和锈形成气体，在焊缝中形成气孔 （2）未熔合产生的原因 复合层与基层之间本身就有间隙，所以在X 光片中就形成了未熔合的影像 ※
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三、复合钢板的焊接特点
复合钢板是由较薄的不锈钢与较厚的珠光体钢复合轧制而成 双金属板，珠光体钢部分为基体主要满足强度和刚度要求，不锈 钢为覆层。Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti主要满足耐蚀性，覆层占 厚度10-20%。
图3-32复合钢的铲根焊覆层的程序 <1>一般采用从基体侧施焊，将覆层面焊缝磨光，在上面 堆焊。
2、 直接施焊法
<1>应保证珠光体钢坡口面熔深最小 <2>焊材一定要合适 <3>尽量↓拘束度
Hale Waihona Puke 3、 “过渡段”的利用
<1>选用V、Nb、Ti含量较高的珠光体钢作 为过 渡段与珠光体钢母材焊接，再与 奥氏体钢焊接 — — 着 眼 于 防 止 碳 的 迁 移 <2>用隔离层堆焊法焊成一个珠光体钢与 奥氏体钢异质接头 的过渡段，再施焊 ——着眼于简化工地的施工工艺 ※
1、手工电弧焊 焊材:
（1）焊条用A132 E0-19-10Nb-16 A102 E0-19-18-16 A302 E1-23-13-16
（2）焊条用A312 E1-23-13 Mo2-16
A102 E0-19-10-16
浅谈珠光体钢与奥氏体钢的焊接 Microsoft Word 文档 (2)
浅谈珠光体钢与奥氏体钢的焊接摘要：以珠光体钢与奥氏体钢的焊接机理来分析实际生产中出现的问题和有效的防止措施。
关键词：异种钢焊接分析措施焊接工艺前言随着科学技术的进步和现代工业的不断发展，对焊接构件的性能提出了更高、更苛刻的要求，往往除通常的力学性能之外，还有高温强度、耐磨性，低温韧性，抗辐照性，磁性、导电性等多方面的性能，使其对焊缝的质量提出更高的要求。
在这种情况下，单靠任何一种金属材料都不可能完全满足使用要求，即使可能有某种金属相对比较理想一些，也常常由于十分稀贵而不能在工程实际中应用。
现代焊接技术已经可以将具有不同性能的异种金属牢固的结合起来。
既能满足各种性能要求，又可节约贵重金属，降低成本，做到“物尽其用”，因而日益受到人们的重视，并正在航天、航空、石油化工、电站锅炉、机械电子，造船及其他一些领域获得越来越广泛地应用。
本次论文主要阐述珠光体钢与奥氏体钢的焊接机理来分析实际生产中出现的问题和有效的防止措施。
一、珠光体钢与奥氏体钢的焊接机理由于珠光体钢（如Q235）与奥氏体钢（如0Cr18Ni9）的化学成分、金相组织、物理性能及力学性能等方面有较大差异。
在焊接时常引起一系列困难，为保证焊接质量，必须考虑焊缝金属的稀释、碳迁移形成的扩散层、接头残余应力等因素所引起的裂纹。
（1）焊缝金属的稀释一般情况下，可以认为焊缝金属大体上是搅拌均匀的，但实际中两种母材的化学成分、含量不同，导致珠光体钢一侧熔合区附近形成的低塑性狭窄区域带硬度过大，使其容易产生裂纹，虽然焊后回火可能使硬度有所降低，单接头在高温下长期工作后，脆性带还会发展，硬度还会上升。
在熔池边缘部位由于搅拌作用不足，母材稀释作用比焊缝中心更突出，铬、镍含量低于焊缝中心的平均值，即形成了过渡层。
虽然过渡层难以避免，但通过采取一些措施，如提高焊缝金属中的奥氏体形成元素的含量和控制高温停留时间等以及可以减少过渡层的宽度。
所以选用焊材时可以选用含合金元素（C r,Ni,V,Ti）较高的焊材来达到稀释焊缝金属的作用。
奥氏体不锈钢的焊接PPT教案
(3) 凝固模式对热裂纹的影响
图4-13 δ铁素体含量对热裂倾向的影响 TCL—裂纹总长 BTR—脆性温度区间
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(3) 凝固模式对热裂纹的影响
凝固裂纹易产生于单相γ组织 的焊缝中，如果为γ＋δ双相组 织，则不易于产生凝固裂纹。
通常用室温下焊缝中δ相数量 来判断热裂倾向。
室温δ量由0%增至100%，热裂 倾向与脆性温度区（BTR）大 小完全对应。
奥氏体不锈钢的焊接
会计学
1
4.2 奥氏体不锈钢的焊接
奥氏体不锈钢是不锈钢中最重要的钢种，在石油化 工、食品机械、生物医学、轻工等领域中得到广泛 应用，使用量约占不锈钢总用量的70%以上。
奥氏体不锈钢的类型：18-8、25-20、Cr-Mn-N钢
4.2.1 奥氏体不锈钢的焊接性分析 1. 焊接接头的耐蚀性 2. 应力腐蚀开裂 3. 焊接接头的热裂纹
德龙（Delong）组织图中 Creq = Cr+Mo+1.5Si+0.5Nb, % Nieq = Ni+30C+30N+0.5Mn, %
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图4-4 舍夫勒（Schaeffler）焊缝组织图
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(2) 晶间腐蚀的原因
贫Cr理论：不锈钢耐蚀基本保证：Cr≥12% 无论整体或局部，若Cr<12%，腐蚀
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3. 焊接接头的热裂纹
（1）特征
奥氏体钢具有较高的热裂纹敏感性，最常见的是焊缝横（纵） 向裂纹、弧坑裂纹、焊缝凝固裂纹，HAZ液化裂纹，厚大焊件 中有时出现焊道下裂纹。
（2）产生原因
① 奥氏体钢线膨胀系数大（是低碳钢1.5倍），导热系数小 （是低碳钢1/3），焊接局部加热和冷却条件下，焊缝及热影 响区在高温承受较大的拉伸应力与应变；
珠光体钢与奥氏体不锈钢焊接时的焊条选用
珠光体钢与奥氏体不锈钢焊接时的焊条选用：☆通常把碳钢、低合金结构钢、珠光体耐热钢统称为珠光体钢。
●焊接特点：珠光体钢与奥氏体钢接头的熔合线两侧出现碳和碳化物形成元素的浓度差，它处于350-400℃温度下长期工作时，或在焊后热处理过程中，往往会在熔合线区域出现碳元素的扩散：◇在珠光体钢母材金属边缘形成脱碳层，脱碳层晶粒甚粗大，导致软化。
◇在奥氏体钢母材金属一侧形成增碳层，增碳层中的碳元素以铬的碳化物形态析出，并导致硬化。
★实践证明，脱碳层是接头中的薄弱环节，对高温持久强度的影响较大，约降低10-20%。
●奥氏体不锈钢与珠光体钢焊接材料的选择要考虑的因素：（1）克服珠光体钢对焊缝的释释作用。
■举例：比较J507、A132、A302、A402四种焊条焊接时的焊缝组织：□用J507施焊，组织为马氏体，不允许采用；□用A132施焊，焊缝基本上也是马氏体组织，而且越靠近碳钢侧，马氏体数量越多，是脆性破坏的起始区域，也不适用；□用含镍大于12%的A302、A402施焊时，组织基本上是奥氏体或全部为奥氏体，可用。
（2）抑制熔合区中碳的扩散。
提高焊材的奥氏体形成元素，是抑制熔合区中碳扩散最有效的手段。
随着工作温度的提高，要阻止碳扩散，必须提高镍含量：◇350℃以下：焊缝金属的镍含量可以不超过10%；◇350-450℃：镍含量应为10-19%；◇450-550℃：镍含量应为19-31%；◇550℃以上：镍含量应为31%以上。
（3）改变焊接接头的应力分布。
◇国外常用与珠光体钢线膨胀系数相接近的Cr15Ni70镍基焊材来焊接该类异种钢，使得高温应力集中在奥氏体不锈钢一侧的熔合区，减轻了珠光体钢一侧熔合区的压力，对接头比较有利。
◇在坡口面堆焊隔离层也有效。
但用于堆焊的焊条合金成分应高于焊缝金属。
如：在珠光体钢一侧坡口上堆焊两层A302或A307焊条，然后与奥氏体不锈钢焊接。
（4）提高焊缝金属的抗裂纹能力：在不影响使用性能的前提下，最好使焊缝金属中含有一定数量的铁素体组织。
珠光体钢与奥氏体钢异种钢焊接材料的选择与应用
。
还必须强调这种接头的焊接残余应力较大， 且难以消
， 通常不易看到这种马氏体组织 ， 只有用特殊
2
焊接材料的选择原则
为了获得良好的焊接性和接头使用性能， 尽量选
也就是尽量选用接近或高于奥氏体钢 用高合金成分， 的高合金成分， 而不是接近珠光体钢的成分。 还必须 对于工作温 考虑避免焊缝中马氏体组织形成。 诚然，
图1 珠光体钢侧焊缝熔合区组织
时， 焊缝组织为 A + F， 可以避免出现马氏体， 焊接材料
18 2013 年第 4 期
— —焊接分册 机械制造文摘—
A307 、 A202 的抗裂性能良好。 也就是说， 采 用 A302 、 这 3 种焊条焊接时， 只要控制熔合比为 20% ～ 40% 、 铁 即可获得满意的异种钢焊接接头。 素体含量为 10% 时， 采用 3 号方案， 在熔合比范围很宽 （ 20% ～ 50% ） 、 铁素 体含量为 0 、 焊缝组织为单相奥氏体情况下， 不会产生
表1 方案 1 2 3 焊缝熔合比（ % ） 20 ～ 40 20 ～ 40 20 ～ 50 电焊条型号 A107 ， A137 ， A232 A302 ， A307 ， A202 A507
科技关注
热裂纹。这是一个焊接材料起主导作用的典型案例。 A507 是低氢型纯奥氏体 Cr16Ni25Mo6 不锈钢焊条， 熔 而且具有很好的塑性和 敷金属不仅具有很高的强度， 仍然具有很好的抗热 延伸率。尽管焊缝为纯奥氏体， 裂性能。
Schaeffler 图应用实例［4］ 熔敷金属中铁素体 %） 含量（ 质量分数， 2． 5 ～ 5 5 10 0 焊缝微观组织 A+M A A+F A 焊接裂纹倾向 存在 热裂纹 无 无
珠光体钢与奥氏体钢焊接时的主要问题有焊缝成分的稀释熔合区凝固
异种钢焊接工艺要点
(1)正确选择焊接方法 焊接方法的选择应考虑尽量降低熔合比，以减弱对
焊缝的稀释作用。 (2)正确选择焊接材料 焊接材料的选择应考虑克服珠光体钢对焊缝的稀释
作用、抑制凝固扩散层以及碳迁移扩散层的产生、 提高焊缝金属的抗热裂能力以及改变接头应力分 布等因素。 (3)正确选择焊接规范 焊接规范的选择应尽量设法降低熔合比。
• 1Crl8Ni9和A3钢进行焊接，采用如下方法，其成份点见图 6-23。如果用TIG焊不用填充材料，且两种母材熔化数量 相当，则焊缝的成分点对应a、b连线中间点f，对应组织 是马氏体。如果用奥102不锈钢焊条（其当量成分为c点）
来焊接上述两种母材，假定两种母材的熔化量相同，则混
合后的当量成分相当于f点，焊缝便可视为当量成分为f点
(4)隔离层堆焊法
• 为防止形成凝固过渡层，最好是在珠光体 钢的坡口面上先堆焊一层Cr25Ni13之类的 奥氏体金属隔离层。这样堆焊时可使最容 易出问题的那部分焊缝是在拘束度极小的 情况下完成的。在隔离层焊完后，奥氏体 钢和隔离层之间的焊接就成了奥氏体钢和 奥氏体钢之间的焊接，选用普通的奥氏体 填充金属就可以。这种施工程序，如图626所示。
由此可见，异种钢焊接时，母材的稀释作用 会使焊缝的组织和填充材料的组织不一样， 而且熔合比不同，获得的焊缝组织也有不 同。所以，为确保焊缝成分合理（保证塑 性、韧性及抗裂性），必须做到：
（1）正确选择高合金化的材料
（2）适当控制熔合比或稀释率
熔合区凝固过渡层的形成
碳迁移扩散层的形成
焊接接头的应力状态
的母材与焊条熔合而成。当母材熔合比变化时，焊缝当量 成分将沿fc线上各点变化。如熔合比为40％时，焊缝当量 成分假设为g点，那么g点的位置就是 gc/gf=0.4，焊缝组
电焊工职业技能鉴定高级工理论题库
电焊工职业技能鉴定高级工理论题库一、判断题(共200题)1．通常利用测定断弧长度来评定焊条的电弧稳定性. （）√2．碳当量法是用来判断材料焊接性的一种直接试验方法。
（）×3．碳当量的计算公式适用于一切金属材料。
（）×4．碳当量越高，材料的淬硬倾向越大，冷裂敏感性也越大. （ ) √5．奥氏体不锈钢的焊接性不能用碳当量来间接评定. （）√6．评定材料抗冷裂性最好的方法是热影响区最高硬度法，因为它考虑到了氢和应力两个因素。
（ ) ×7．采用斜Y形坡口焊接裂纹试验方法时，试验一定要在室温进行，试件不得进行预热。
（）×8．采用斜Y形坡口焊接裂纹试验方法时，焊后应立即进行检查，以避免产生延迟裂纹。
( ) ×9．采用斜Y形坡口焊接裂纹试验方法焊成的试件，其表面裂纹可用肉眼、磁粉或着色法进行检验。
（ ) √10．搭接接头(CTS）焊接裂纹试验方法主要适用于低合金钢焊接热影响区由于马氏体转变而引起的裂纹试验。
（）√11．进行搭接接头(CTS）焊接裂纹试验时，对焊接参数没有规定具体数值. ( ）×12．由于搭接接头(CTS)焊接裂纹试验焊缝的冷却速度较慢，所以未能大量推广应用。
( ) √13．T形接头焊接裂纹试验方法主要适用于奥氏体不锈钢T形接头角焊缝的裂纹试验。
（）×14．插销试验可以用来评定焊接接头中各种形式的冷裂纹. ( ) ×15．进行插销试验的关键是插销的缺口尖端必须位于焊接热影响区的粗晶区。
（）√16．插销试验的优点之一是可以用临界应力值来定量地评定材料对焊根裂纹的敏感性.( ）√17．利用插销试验可以直接估计焊接结构中是否出现冷裂纹。
( ) ×18．焊接热裂纹的直接试验方法是《压板对接(FISCO）焊接裂纹试验方法》。
( ）√19．压板对接（FISCO）焊接裂纹试验方法一定要将弧坑填满，以免产生热裂纹。
( ）×20．“焊接接头刚性拘束焊接裂纹试验方法”是一种专门用来测定材料产生“焊接消除应力裂纹”的直接试验方法。
用奥氏体焊条焊接种珠光体钢
用奥氏体焊条焊接种珠光体钢
李征
【期刊名称】《山东机械》
【年(卷),期】1992(000)004
【总页数】2页(P49-50)
【作者】李征
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TG457.11
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第七节珠光体钢与奥氏体钢的焊接一、珠光体钢和奥氏体钢的焊接性珠光体钢和奥氏体钢是两种组织和成分都不相同的钢种。
因此，这两类钢焊接在一起，焊缝金属是由两种不同类型的母材以及填充金属材料熔合而成的。
这就产生了与焊接同一种金属所不同的一系列新的问题。
1．焊缝的稀释由于珠光体钢合金元素含量相对较低，所以它对整个焊缝金属的合金具有稀释作用，从而使焊缝的奥氏体形成元素含量减少，结果焊缝中可能会出现马氏体组织，导致焊接接头性能恶化，严重时甚至可能出现裂纹。
焊缝的组织决定于焊缝的成分，而焊缝的成分决定于母材的熔入量，即熔合比。
因此，一定的熔合比决定了一定的焊缝成分和组织。
熔合比发生变化时，焊缝的成分和组织都要随之发生相应的变化，这种变化可以根据舍夫勒不锈钢的组织图来表示，见图3-1-1。
2．过渡层的形成上面讨论的是当母材与填充金属材料均匀混合的情况下，珠光体钢母材对整个焊缝的稀释作用。
事实上，在焊接热源作用下，熔化的母材和填充金属材料相互混合的程度在熔池边缘是不相同的。
在熔池边缘，液态金属温度较低，流动性较差，在液态停留时间较短。
由于珠光体钢与奥氏体钢填充金属材料的成分相差悬殊。
在熔池边缘上，熔化的母材与填充金属就不能很好地熔合，结果在珠光体钢这一侧焊缝金属中，珠光体钢母材所占的比例较大，而且越靠近熔合线，母材所占的比例越大。
所以，珠光体钢和奥氏体钢焊接时，在紧靠珠光体钢一侧熔合线的焊缝金属中，会形成和焊缝金属内部成分不同的过渡层。
离熔合线越近，珠光体的稀释作用越强烈，过渡层中含铬、镍量也越小，因此，其铬当量和镍当量也相应减少。
对照舍夫勒组织图（图3-1-1），可以看出，此时过渡层将由奥氏体区+马氏体和奥氏体区组成，过渡层的宽度决定于所用焊条的类型，见表3-7-1。
当马氏体区较宽时，会显著降低焊接接头的韧性，使用过程中容易出现局部脆性破坏。
因此，当工作条件要求接头的低温冲击韧度较好时，应选用含镍较高的焊条。
表3-7-1过渡层的宽度（单位：μm）3．熔合区扩散层的形成奥氏体钢和珠光体钢组成的焊接接头中，由于珠光体钢的含碳量较高，但合金元素含量较少（主要指碳化物形成元素），而奥氏体钢则相反，这样在熔合区珠光体钢一侧的碳和碳化物形成元素含量差。
当接头在温度高于350～400℃长期工作时，熔合区便出现明显的碳的扩散，即碳从珠光体钢一侧通过熔合区向奥氏体焊缝扩散。
结果，在靠近熔合区的珠光体钢母材上形成了一层脱碳软化层，在奥氏体焊缝一侧产生了增碳硬化层。
影响脱碳层发展的因素有：(1)接头加热温度和在高温停留的时间焊后状态，特别是在单层焊缝的接头中，即使采用大功率的焊接参数，扩散层也是很弱的。
但把接头重新加热到较高温度（500℃左右），并保温一定时间，扩散层就开始明显发展起来，到了600～800℃时最为强烈，800℃时达到最大值，并且随着加热时间的延长，扩散层加宽。
因此，在通常情况下，这种异种钢接头进行焊后热处理是不适宜的。
(2)碳化物形成元素的影响奥氏体钢中碳化物形成元素的种类和数量对珠光体钢中脱碳层的宽度有不同的影响。
碳化物形成元素按其对碳亲和力的大小，由弱到强按下列次序排列：Fe、Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Ti。
在数量相同的情况下，与碳亲和力越大的元素，则在珠光体钢中形成的脱碳层越宽。
对于某一种碳化物形成元素，随着其数量增加，脱碳层加宽。
反之，当珠光体钢中碳化物形成元素增加时，能降低扩散层的发展。
因此，在珠光体钢中加入Cr、Mo、V、Ti等元素，而且其数量要足以完全把碳固定在稳定碳化物中，是抑制这两类异种钢熔合区扩散层的有效手段之一，这种钢通常叫做稳定珠光体钢。
(3)母材含碳量的影响珠光体钢中含碳量越高，扩散层的发展越强烈。
(4)镍的影响镍是一种石墨化元素，它会降低碳化物的稳定性，并削弱碳化物形成元素对碳的结合能力，因此提高焊缝中的镍含量，可以减弱扩散层。
在金属材料中增加镍含量，是一种抑制熔合区扩散过程的有效手段。
扩散层是这两种异种钢焊接接头中的薄弱环节，它对接头的常温和高温瞬时力学性能影响不大，但会降低接头的高温持久强度，一般要降低10%～20%左右。
4．焊接接头应力状态的特点由于奥氏体钢和焊缝金属的线膨胀系数比珠光体钢大30%～50%．而热导率却只有珠光体钢的50%左右。
因此，这种异种钢的焊接接头将会产生很大的热应力，特别当温度变化速度较快时，由热应力引起的热冲击力像合金钢淬火一样容易引起焊件开裂。
此外，在交变温度条件下工作时，由于珠光体钢一侧抗氧化性能较差，易被氧化形成缺口，在反复热应力的作用下，缺口便沿着薄弱的脱碳层扩展，形成所谓热疲劳裂纹。
这类异种钢焊接接头加热到高温时，借助于松弛过程能降低焊接残余应力，但在随后冷却过程中，由于母材和焊缝金属热物理性能的差异，不可避免地又会产生新的残余应力。
所以，这类异种钢接头焊后热处理并不能消除残余应力，只能引起应力的重新分布，这一点与同种金属的焊接有很大的不同。
5．延迟裂纹氢在不同的组织中，溶解度并不相同，并且与温度有关。
当温度为500℃时，氢在奥氏体组织中的溶解度为4cm3/lOOg，而在铁素体组织（珠光体是渗碳体和铁素体的机械混合物）中为0.75cm3/lOOg;在100℃时，氢在奥氏体组织中的溶解度降到0.9cm3/1009，在铁素体组织中的溶解度只有0.2cm3/lOOg。
这类异种钢的焊接熔池在结晶过程中，既有奥氏体组织又有铁素体组织，两者相互接近，气体可以进行扩散，使扩散氢得以聚集，为产生延迟裂纹创造了条件，使焊接接头受到破坏。
二、珠光体钢和奥氏体钢的焊接工艺1．焊接方法的选择由于焊条电弧焊时熔合比比较小，而且操作灵活，不受焊件形状的限制，所以，焊接这类钢时焊条电弧焊应用最为普遍。
2．焊接材料的选择珠光体钢与奥氏体钢焊接时，焊缝及熔合区的组织和性能主要取决于填充金属材料。
焊接时，应根据母材种类和工作温度等条件进行选择。
(1)克服珠光体钢对焊缝的稀释作用由于珠光体钢对焊缝金属有稀释作用，因此，不采用填充金属材料（如钨极氩弧焊）是不允许的。
用E347-16型焊条施焊时，焊缝中会产生大量马氏体组织，而且在靠近珠光钢一侧，马氏体数量多，是脆性破坏的根源，故此种填充金属也不适用。
用WNi大于12%的E309-16、E310-16型焊条施焊时，焊缝金属得到的组织基本上是奥氏体或者全部是奥氏体组织。
由于镍的含量较高，能起到稳定奥氏体组织的作用，是比较理想的填充金属材料。
(2)抑制熔合区碳的扩散提高焊接材料中的奥氏体形成元素，是抑制熔合区碳扩散的最有效的手段。
随着焊接接头在使用过程中工作温度的提高，要阻止焊接接头中碳扩散，镍的含量也必须提高。
不同温度工作条件下，异种钢接头对焊缝含镍量的要求见表3-7-2。
表3-7-2异种钢接头对焊缝含镍量的要求(3)改变焊接接头的应力分布在高温工作下的异种钢接头，如果焊缝金属的线膨胀系数与奥氏体钢母材接近，那么高温应力就将集中在珠光体钢一侧的熔合区内；由于珠光体钢通过塑性变形降低应力的能力较弱，所以高温应力集中在奥氏体钢一僦较为有利。
因此，焊接这类异种钢时，最好选用膨胀系数接近于珠光体钢的镍基合金焊接材料，如国外常用Cr15Ni70镍基材料，作为焊接上述异种钢的焊接材料。
例如某厂在生产上焊接这类异种钢的对接接头时，将焊件开成V形坡口，可先在珠光体钢一侧的坡口用E309-16或E309-15型焊条堆焊或使用E347-16型焊条进行施焊，施焊结果见表3-7-3，均未发现任何裂纹现象，且综合力学性能较好。
对表3-7-2中后三种焊件，不论其厚度如何，均要进行预热和焊后回火热处理，才能得到满意的结果。
(4)提高焊缝金属抗热裂纹的能力珠光体钢与普通（Cr/Ni>1）奥氏体钢焊接时，为了避免在焊缝中出现热裂纹，在不影响使用性能的前提下，最好使焊缝中含有体积分数为3%～7%的铁素体组织。
为此，在填充金属材料中要含有一定量的铁素体形成元素；珠光体钢与热强(Cr/Ni<1)奥氏体钢焊接时，所选用的填充金属材料应保证焊缝具有较高抗裂性能的单相奥氏体或奥氏体+碳化物组织。
综上所述，珠光体钢与奥氏体钢焊接时，选用E309-16、E309-15或E310-16、E310-15型焊条，它们不仅能抑制珠光体钢熔合区中碳的扩散，而且对改变焊接接头应力分布也有利。
用E310-16、E310-15型焊条，其焊缝金属为单相奥氏体组织，除了焊接热强奥氏体钢外，对于其他类型的奥氏体钢，其热裂纹倾向较大，故生产上用得比较少。
3．焊接工艺珠光体钢与奥氏体钢焊接时主要是减少母材金属熔人焊缝。
确定焊接工艺时，应保证焊缝获得一定的成分和组织，使接头具有良好的使用性能。
珠光体钢的含碳量较高，碳化物形成元素较少，而奥氏体钢则相反，因此在珠光体钢与奥氏体钢接头的熔合线两侧出现碳和碳化物形成元素的浓度差。
这类异种钢处于350～400℃温度下长期工作时，或在焊后热处理过程中，往往会在熔合线区域出现碳元素的扩散，即前面所讲过的碳从珠光体钢一侧通过熔合线向奥氏体焊缝扩散，从而在珠光体钢母材金属边缘形成脱碳层，脱碳层的晶粒粗大，导致软化。
在奥氏体钢母材金属一侧形成增碳层，增碳层中的碳元素以铬的碳化物形态析出，并导致硬化。
实践证明，脱碳层是接头中的薄弱环节，对高温持久强度的影响较大，约降低10%～20%。
因此在选择焊条及制定焊接工艺时，应充分考虑两种材料的特性及焊条的选用（见表3-7-4）。
12CrMo、15CrMo珠光体钢与1Cr18Ni9Ti奥氏体钢焊接时，若选用E309-15、E310-15型焊条，即使稀释率达25%～30%，焊缝金属中也不致于出现马氏体组织。
厚度超过20mm的珠光体钢与奥氏体钢的焊接接头刚度较大，在焊后热处理过程中或周期性的加热、冷却运行条件下，将产生很大的热应力，导致珠光体钢一侧的熔合区出现热疲劳裂纹。
裂纹沿着脱碳层延伸至母材金属内部，严重的引起接头断裂。
为了减少热应力，采用热膨胀系数与珠光体钢相接近的含镍量高的E16-25MoN-15型焊条或ENiCrMo-0 (Ni307)型焊条。
表3-7-3 1Crl8Ni9Ti不锈钢与珠光体钢的焊接①P5--瑞典焊条，相当于我国的E309Mo-16焊条。
表3-7-4珠光体钢与奥氏体、铁素体-奥氏体钢焊接用的焊条运行温度高于400～450℃的异种钢焊接时，在珠光体耐热钢(如12CrMoV)坡口上采用含钒、铌、钛、钨等碳化物形成元素的珠光体耐热钢焊条（如E5515-B2-V、E5515-B2vNb型焊条）堆焊层5～6mm的过渡层，以限制珠光体钢中的碳向奥氏体扩散。
然后再用相应的奥氏体钢焊条（如E309-15）焊接对接接头，见图3-7-1图3-7-1在珠光体耐热钢坡口上堆焊的示意图为提高高温下运行的珠光体耐热奥氏体钢焊接接头的高温持久强度，可在图3-7-2的管1和管5之间加一段含钒、铌、钛等强碳化物形成元素的珠光体耐热钢的中间过渡管子。