異種鋼焊接工藝研究

摘 要：異種鋼焊接為了可以得到滿意的焊接接頭質量，常常要采用比同種鋼焊接更為繁雜的工藝方法來保障，所以，焊接時，要比同一種鋼本身之間的焊接要繁雜得多。焊接異種鋼的主要是準確的選用焊材，焊接接頭的質量與運用性能以及所選用的焊材緊密相關。

關鍵詞：異種鋼焊接；工藝；研究

1 異種鋼焊接的工藝原則

1.1 選擇合宜的焊絲

異種鋼的焊接質量，在很大程度決定于所選擇的焊絲。因為焊縫與熔合區的化學成分以及金相組織的不平均性，也會引起聯合性能差與運用性能低。選用焊絲時，第一要考慮的是聯合性能，第二才考慮應用性能。還有當焊縫金屬的強度與塑性不可以互相兼顧時，要選擇塑性好的焊絲。2種強度等級不一樣的構造鋼中間的異種鋼焊接時，依據強度等級低的母材選用焊絲是選擇焊絲的原則，這樣能保障焊縫的塑性不低于強度等級高的母材的塑性。異種耐熱鋼焊接時，焊絲的選用依照“低匹配”的原則，就是耐熱鋼與低碳鋼或低合金鋼焊接時，依照低碳鋼或低合金鋼母材選擇焊絲。當不一樣Cr、Mo含量的異種耐熱鋼焊接時，依照Cr、Mo含量低的耐熱鋼選擇焊絲。

1.2 熔合比與坡口角度

焊縫金屬中被熔化的母材金屬所占的百分比就是熔合比。焊縫中母材量小就是熔合比小，而焊絲熔入到焊縫中量多。2種不一樣鋼結構的異種鋼焊接時，希望有比較多的焊絲熔入量到焊縫金屬中，這樣焊縫的性能關鍵決定于焊絲，容易獲得優秀的焊接接頭。也就是說異種鋼焊接需要熔合比小。坡口增大，就是把焊絲熔人焊縫的量增加，也就是把熔合比減小。假如2種鋼結構比較接近的異種鋼焊接時，就不可以使用大坡口以及小熔合比。

1.3 焊接工藝參數

對熔合比有著直接影響的是焊接工藝參數，大線能量焊接也就是單位長度焊縫吸收電弧的熱量多，母材被熔化的量多，就是熔合比大。異種鋼焊接需要熔合比小，就要用小線能量焊接，一般用小電流、高焊速、多層多道焊。

1.4 預熱

一件麻煩之事就是預熱。鋼如果焊接性差的話，需要預熱來預防出現冷裂紋。不需要預熱的是一種鋼焊接，另一種鋼焊接需要預熱，兩種鋼焊接在一起，則應采取預熱措施。例珠光體耐熱鋼（要預熱）和低碳鋼（不要預熱）焊在一起，則應按珠光體耐熱鋼來選擇預熱溫度。一種鋼預熱溫度高，另一種鋼需要低溫度來預熱，2種鋼焊在一起，要選擇預熱溫度高的作為預熱標準。總結就是：異種鋼焊接的預熱溫度要依照焊接性差的選定。

1.5 焊后熱處理

焊后熱處理的目的有二：一是把焊接殘余應力消除；二是把焊接接頭的金相組織與性能完善。對于熱物理性能接近的異種鋼焊接，完全能夠用退火來把焊接殘余應力消除。而對于熱物理性能差別比較大的異種鋼焊接，要用退火來把焊接殘余應力消除是沒用的。

2 異種鋼的焊接材料

雙相不銹鋼能和別的雙相不銹鋼、奧氏體不銹鋼、低碳鋼和低合金鋼實施焊接（如表1所示）。

兩種不一樣的雙相鋼焊接時，一般要應用2種中高一級的雙相不銹鋼的配套焊材，比如2205-2507焊接要使用25-10-4的焊材。

在焊接雙相不銹鋼以及低碳鋼、低合金鋼時，亦能夠使用E309L焊條與E309L焊絲。當然運用AWS E309LMo ER309LMo也是能夠的，但由于低碳鋼、低舍金鋼中不含有Mo，所以含Mo的焊材不需要。雙相不銹鋼與低碳鋼、低合金鋼焊接，也能夠運用鎳基臺金焊材，但這類焊材中不能含有鈮，由于少量的鈮也許會引發熱裂紋。

3 異種鋼焊接工藝

（1）焊材選擇。1）在焊接接頭不出現裂紋等缺點的前提下，如果焊縫金屬的強度與塑性不可以兼顧時，就要選用塑性與韌性比較好的焊材；2）焊縫金屬性能只需要跟兩種母材中的一種相符，就能夠認為滿足運用技術要求。通常狀況下，選擇焊材讓焊縫金屬的力學性能和別的性能不低于母材中性能相對低一側的指標，就是認為滿足了技術需要；3）構造鋼的異種鋼號焊接時，對一樣強度等級的構造鋼焊條，通常要選擇抗裂性能好的低氫焊條。對于金相結構差別相對大一點的異種鋼接頭；4）想要選擇工藝性能好、價低、易得的焊材就要在滿足性能要求的條件下；5）對于不一樣異種鋼接頭，通常都選擇用高鉻鎳奧氏體不銹鋼焊條或鎳基合金焊條。對于工作條件嚴格的關鍵接頭，第一選擇用鎳基合金焊條，由于它價格雖然較貴，但能夠把碳遷移減少或防止，而且其焊縫金屬的線膨脹系數介于鐵素體鋼與奧氏體鋼中間，對接頭的結構和力學性能都有好處。

（2）焊接預熱需求。確定預熱溫度，通常依照預熱需求高的一側來決定焊接預熱溫度，但對于異類異種鋼接頭，能夠合理的把預熱溫度降低，需要時經試驗后決定。

（3）確定焊接標準。對于不一樣的異種鋼接頭，在選用焊接標準時，由于設法把熔合比降低。所以，要選用小直徑焊條或焊絲，盡量選用小電流快速焊。

（4）使用預堆邊焊的辦法實施焊接。異種鋼接頭預熱與焊后熱處理難的問題，常常使用預堆邊焊的辦法實施焊接。這種做法，能把熔合區成分不平均所帶來的一些問題減少，也為接頭的熱處理帶來方便，但一定要記住這時預堆邊焊層的厚度必須要確保大于或等于4mm，以把隔離層的功能起到。

（5）焊后熱處理溫度的確定。通常是依照熱處理溫度需求高的一側母材來決定異種鋼接頭的PWHT溫度，著時必須要提前做焊接工藝評定，避免讓強度低的一側母材強度嚴重下降，產生強度不合格。

4 結語

國內焊接生產技術的發展因為缺乏全面統一的規劃，在不一樣行業中還很不平衡，面上仍很突出存在的矛盾。經過擬定適當的焊接工藝方案，產品質量在加工經過中獲得了保障，產品質量穩定，全面滿足質量和生產進度需求，為不壓井修井機整機質量提供了有力保證。

參考文獻：

[1]焊接手冊[S].中國機械工程學會焊接學會，2001（02）.