新型奧氏體耐熱鋼與馬氏體耐熱鋼焊接工藝分析

摘?要：新型奧氏體耐熱鋼與馬氏體耐熱鋼的成分和組織、性能方面有很大區別，在焊接的時候，會存在一些特有問題。在焊后進行熱處理，對熱處理參數進行分析研究能夠為相關工程的實際運用提供參考。根據新型奧氏體耐熱鋼與馬氏體耐熱鋼焊機的特性，分析焊接方式、焊接控制要點和技術、常用物理性能等，探索相關工藝的運用，為相關工程的使用提供理論參考。

關鍵詞：耐熱鋼;奧氏體;高合金馬氏體耐熱鋼;焊接工藝

一、?新型奧氏體耐熱鋼概述

新型奧氏體耐熱鋼為S31035系歐洲310系列新型耐熱鋼，鍋爐臨界值為700℃。利用合金元素再配比之后得到結論，新型奧氏體耐熱鋼溫度達到650℃之后具備非常良好的高溫持久強度，在成分當中，大約有23% 的Cr元素，這一類元素在新型奧氏體耐熱鋼之中起到抗氧化、抗腐蝕的性能，其中還含有少量的Mo、Si元素，降低了σ相存在的可能。因此，在具體使用過程中組織穩定性得到一定的保證。在生產出來之后該鋼材在獲得批準，列入使用標準。CC2753給出的批準為700℃，超過了TP310HCbN的應用力、S30432的腐蝕能力，性能與TP310HCbN相媲美。在620～700℃之間的高溫受熱方面，該鋼材具有很大的優勢。奧氏體耐熱鋼熱膨脹系數比較高，在鍋爐生產制造的過程中普遍使用在受熱面管屏，而不是集箱方面。受熱面管屏系小口徑管焊接、彎管組裝完成，而焊接工序是主要的工序之一。

二、 焊接接頭性能分析

（一）接頭

焊接 SA213-TP310HCbN（HR3C）鋼的接頭在焊接的過程當中，會出現：①焊接裂紋，焊接Cr、Ni純奧氏體鋼容易在焊接的時候出現裂紋，出現裂紋的原因是其中含有部分元素，比如Ni、 C、 Si、 Nb、 S、 P，這些元素的存在會提高鋼材本身的敏感性，從而形成裂紋。②接頭具備抗腐蝕性能，如果是燃煤電站條件下應力腐蝕現象發生在有Ci的介質當中，而且隨著溫度的升高，很容易發生應力腐;③接頭脆化，在550～800攝氏度以下會出現脆化現象，脆化明顯。焊縫金屬也會存在這種脆化傾向，焊接的過程當中應該確定材料選擇證券網，避免發生σ相脆化現象。

（二）P91P92鋼接頭的焊接

焊接導致冷裂紋，這一類鋼材當中含有C、 S、 P，這一類元素的含量低且純凈度高，在焊接的過程當中存在焊接冷裂紋傾向。焊縫韌性，焊縫金屬的沖擊任性和母材相比，低于母材本身。

三、 焊接技術使用過程的措施

（一）焊接形式

①鎢極氬弧焊，焊接的時候使用氬氣保護鋼材，為了保證氬氣不被氧化，應該對熔池、熱影響區域位置做好保護才進行施工。因此普通的手工氬弧焊不能用在這個方面。經過相關人員的研究，得出使用活性劑可以增加焊縫熔深的結論，無須開坡口，使用在焊頭壁厚5MM的P91P92鋼材當中，生產效率得到了提升。通過對電弧形態進行觀察，發現存在Si02，Si02具備很強活性，能夠產生拖弧現象。存在這種物質會導致焊縫不能連續成型，影響到焊接的質量。實際上經過多項研究，新型奧氏體耐熱鋼目前使用比較成熟、生產效率良好的焊接形式是TIG 焊。這種焊接方式焊接完成的接頭性能優良。即使在焊接過程當中還是存在問題，但是和別的技術相比，仍舊占有優勢。②瞬時液相擴散焊的焊接往往運用在高新技術領域、航天航空工程領域內。這是一種接頭強度和母材比較接近的一種焊接方式，在連接溫度下先熔濕母材，在界面形成液體之后將能夠快速降低熔點的元素快速擴散到金屬母材當中，讓母材熔點降低，在瞬間發生液化。

（二）要點控制

①為避免焊接過程當中高溫狀態下受到金屬元素的氧化，在整個焊接過程當中的使用背面沖氬來進行保護。②焊接的焊絲和工件坡口對除油污等物質的存在比較敏感，在焊接之前要對焊接部件兩側做好清潔，能夠打磨出金屬光澤之后才能進行焊接。③焊接過程應該控制好電流，要求小電流快速焊，短弧，層間溫度控制好，焊縫金屬厚度應小于3MM。④焊接過程應該盡量減少息弧。

（三）施焊技術

焊口點焊固前的每一層焊道，應使用鋼絲刷、角向磨光機打磨清理干凈，氬弧焊打底之前應該檢查焊接口的清潔程度，對口間隙應該為2.5MM～3.2MM。固定后貼上焊口的鋁箔紙，對根部充氬氣。縫補加絲方式為內加絲焊法。焊工在焊接的時候應該透過縫隙對其進行觀察，通過觀察焊口坡口內壁邊緣和焊絲的融化情況，如果存在缺陷，應該及時改變焊槍的角度和加絲的速度，如果還有問題就應該將存在缺陷的焊縫打磨好再繼續進行焊接。在焊口點焊位置打磨掉確保內部焊縫能夠正常成形。

四、 結語

綜上所述，焊接奧氏體當中應該防止焊接接頭、避免接頭應力過大，因此，需要控制預熱溫度、每一層的溫度。新型耐熱性奧氏體不銹鋼的具備很強的性能，在實際運用過程中必須要確保安全，而且還應該積極完善和發展，為工業使用提供新的方向。

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作者簡介：陳功，南京汽輪電機（集團）有限責任公司。