超级奥氏体不锈钢904L的焊接|行业知识 - 无锡求和不锈钢有限公司

超级奥氏体不锈钢904L的焊接

信息来源：求和不锈钢时间：2019-04-13 09:08:12 浏览次数:-

摘要：904L是一种高铬镍钼含量的超级奥氏体不锈钢，相比316L和317L它具有更好的耐腐蚀性能，本文分析了904L的焊接特点，并通过焊接工艺评定试验保证了产品的机械性能，确定了合理的焊接工艺并成功应用于实践，焊接质量得到了保证。
1. 焊接性分析
1.1 材料简介
通俗简称904L，ASME板材标准号SB-625, UNS No. N08904，国内材料牌号015Cr21Ni26-Mo5Cu2（S39042），是一种单相奥氏体，具有良好的抗点蚀和缝隙腐蚀、很高的抗应力腐蚀的能力，良好的抗晶间腐蚀的能力，主要应用于石油化工设备中的反应器，硫酸储存与运输的热交换器，塔器中塔体、烟道、档门板，内件，喷淋系统等领域。
1.2 焊接过程中易产生的问题
（1）奥氏体钢导热系数小和线膨胀系数大, 同时还存在有害杂质（S、P、Sn、Sb等）的偏析，形成易溶液膜，在焊接局部加热和冷却的条件下，焊接过程中可形成较大的拉应力，焊缝凝固期间容易形成热裂纹，热裂纹主要还是以弧坑裂纹出现较多。
（2）焊接过程中由于焊接工艺因素的一些影响，如，焊接线能量偏大、层间温度过高造成在敏化温度区间停留时间太长，造成焊接接头的耐蚀性能下降。
1.3 预防措施
焊接时产生热裂纹等缺陷的因素很多，根据大量的生产实践和研究证明，防止缺陷的产生可以从冶金因素和工艺因素去考虑，以下主要浅谈从工艺因素方面平时需要注意的几点：
（1）尽量减小焊接线能量，不应过分的增加焊接速度，而应适当的降低焊接电流，同时层间温度应得到有效的控制，层间温度一般控制在100℃以下。
（2）选择合适的焊接坡口与焊接方法，减小熔合比，对于厚板焊接结构，采用多层多道焊，对各层熔深进行控制，避免较大的摆幅，接头处应尽量避免应力集中。
（3）焊接收弧处应打磨后施焊，防止弧坑裂纹。
（4）焊接次序适当，尽量使大多数焊缝能再较小的刚度的条件下焊接，使焊缝受力较小
（5）选用与其化学成分相匹配的或采用较母材更高Cr、Mo含量的“超合金化”的焊接材料，如镍基材料，提高耐腐蚀性能。同时焊接工艺不能采用自熔焊接。
（6）限制母材和焊接材料中的S、P等有害元素的存在。
2. 焊接工艺评定试验
2.1 焊接坡口的制备与清理
焊接坡口加工最好采用机械加工，亦可采用等离子切割，但切割后坡口面应用砂轮机将熔渣打磨去除至光亮，焊前应对坡口两侧20mm范围内及坡口面进行机械清理或化学清洗，防止杂质、油污等引起缺陷，加工坡口尺寸型式见附图。
2.2 焊接方法及焊材的选择
根据产品结构特点，确定了GTAW+SMAW的组合焊接工艺评定试验，焊接材料的选择应保证焊缝金属的力学性能高于或等于母材，且化学成分应与母材相匹配的原则进行，选择了某品牌国产奥氏体不锈钢焊丝ER385，焊条E385-16。
2.3 焊接工艺要求及参数
焊前用丙酮清洗坡口两侧50mm范围内的油等污物，保证装配间隙与对口错边量，焊丝用丙酮进行清洗去油脂，打底焊时背侧用保护罩通氩气对焊缝进行保护，氩气流量15~20L/min，焊接过程中控制层间温度≤70℃，每焊完一道用不锈钢丝刷进行刷磨，去除氧化物，焊丝、焊条稍作摆动，注意收弧部位，发现裂纹立即彻底清除，焊后用不锈钢丝刷清理刷磨并对外观进行检验。焊接参数见表1。
2.4 无损检测
焊后100%RT，符合JB/T4730.2-2005，Ⅰ级合格。
2.5 理化试验
焊接接头经过2个拉伸试验和4个弯曲试验, 2个晶间腐蚀试验均符合相关标准的要求。力学性能试验见表2与表3。
2个试样按GB/T4334-2008方法E进行晶间腐蚀试验，结果合格。
3. 结束语
通过分析904L超级奥氏体不锈钢的焊接特点，制定出了符合904L的焊接工艺，总结出了904L焊接缺陷产生的防止措施，为指导生产提供了参考。在本公司实际产品焊接过程中，产品焊接一次合格率达到100%，取得一个高质量的焊件是完全可以满足的。

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