马氏体耐热钢的焊接

四、马氏体耐热钢的焊接

1．焊接性

马氏体耐热钢淬硬倾向大，焊缝及热影响区极易产生硬度很高的马氏体和奥氏体组织，使接头脆性增加，残余应力增大，容易产生冷裂纹，含碳量越高，淬硬和裂纹倾向也越大。

2．焊材的选用

马氏体耐热钢通常要求采用铬含量和母材基本相同的同质填充焊丝和焊条。常用马氏体耐热钢的焊条选用、焊前预热及焊后热处理见表5－22。高铬马氏钢的埋弧焊和氩弧焊可采用H1Cr13、H0Cr14焊丝，对于韧性要求较高的接头，应采用改良型高铬钢焊丝，如美国标准规定的ER410NiMo焊丝;多元合金系的马氏体钢，如X20CrMoV13－1、X20CrMoV等，应选用合金成分与母材基本相似的特种焊条和焊丝。

表5－22　常用马氏体耐热钢的焊条选用、焊前预热及焊后热处理

续表

3．焊前预热及焊后热处理

高铬马氏体钢电弧焊时，为了防止焊接裂纹的产生，一般预热温度不能低于层间温度。预热温度主要取决于钢的含碳量、工件厚度、焊接材料、焊接方法等因素，一般预热温度在150～400℃之间。采用焊条电弧焊时，含碳量在0.1%以下的高铬马氏体钢，预热温度为150～200℃，层间温度≥150℃;含碳量在0.10%～0.20%之间时，预热温度为200～300℃，层间温度≥250℃;当含碳量大于0.2%时，预热温度为300～400℃，层间温度≥300℃。预热温度也随着工件厚度的增加而升高，当壁厚在6mm以下时，预热温度为200℃;厚度大于6mm而小于10mm时，预热温度可提高到250℃;当厚度大于10mm时，预热温度可提高到250～400℃。

焊后采取的热处理措施主要有亚临界退火和完全退火，完全退火可使接头的多项组织转变成全铁素体组织。完全退火的温度范围在830～885℃之间，经保温后冷至600℃，然后空冷。这种工艺对加热和冷却的过程要求较严格，一般很少采用完全退火。亚临界退火的温度范围为650～780℃，保温结束后空冷或者以200～250℃/h的速度控制冷却速度。含碳量在0.2%以上的马氏体耐热钢焊件在焊接结束后应立即作亚临界退火处理。

4．焊接工艺要点

①仔细清除焊件待焊处的油、污、锈、垢。

②按与母材化学成分及性能相近的原则，选用低氢型焊条。为防止冷裂纹，可选用奥氏体焊条。

③焊接时宜用大电流，减慢焊缝冷却速度。

④焊前应预热(包括装配定位焊)，层间温度应保持在预热温度之上。

⑤焊后应缓慢冷却到150～200℃再进行高温回火处理。

⑥焊件、焊条应严格保持在低氢状态。