铁素体耐热钢的焊接

五、铁素体耐热钢的焊接

1．焊接性

在高温作用下，近缝区晶粒急剧长大而引起475℃脆化，还会析出σ脆化相。接头室温冲击韧度低，容易产生裂纹。

2．焊条的选用

可以采用合金成分与母材匹配的高铬钢填充材料和奥氏体铬镍高合金钢，在某些特殊场合也可以选用镍基合金材料。常用铁素体耐热钢的焊条选用、焊前预热及焊后热处理见表5－23。

表5－23　常用铁素体耐热钢的焊条选用、焊前预热及焊后热处理

续表

3．预热及焊后热处理

高铬铁素体耐热钢接头热影响区的晶粒会因焊接热循环的高温而急剧长大，并在缓慢冷却时丧失韧性，预热将延长接头在高温区的停留时间并降低接头的冷却速度而产生不利的影响。因此，要谨慎选择预热温度和层间温度。高铬铁素体耐热钢的预热温度主要根据钢的成分、接头力学性能、接头的拘束度以及壁厚等因素决定。高铬铁素体耐热钢预热的温度为150～230℃，对于高拘束度的接头，层间温度应略高于所选定的预热温度。高纯度的铁素体耐热钢可以不预热，这些钢在焊接热循环的作用下不能形成马氏体，冷裂倾向很小。

为了避免晶粒进一步长大，铁素体耐热钢接头通常在亚临界温度范围内作焊后热处理，适用的焊后热处理温度范围为700～840℃，为了防止脆变，在冷却过程中应快速通过540～370℃的温度区间，同时也有利于控制焊件的变形和残余应力。对于接头厚度在10mm以下的高纯度铁素体钢，当焊缝金属内碳和氮的总含量在0.03%～0.05%的范围内时，焊后不采取热处理措施。

4．焊接工艺要点

①仔细清除焊件待焊处的油、污、锈、垢。

②采用低温预热并严格控制层间温度。

③高铬铁素体耐热钢对过热较为敏感，应尽可能采用低的热输入进行焊接，窄焊道，高速焊接，减少焊接接头高温停留时间。

④多层焊时，不宜采取连续施焊，应待前层焊缝冷却后再焊下一道焊缝。

⑤采取冷却措施，提高焊缝冷却速度。

⑥为确保焊缝塑性、韧性，选用奥氏体不锈钢焊条。

⑦通常采用焊条电弧焊和钨极氩弧焊。