镍基合金在异种钢焊接中的应用.docx

1、异种钢焊接过程中存在的主要问题异种钢焊接，通俗的来讲，即不同种材质的钢材通过焊接方法熔融在一起的过程成为异种钢焊接。异种钢焊接接头和同种钢焊接接头有本质差异，主要是熔敷金属与两侧焊接热影响区和母材存在的不均匀性，异种钢焊接时由于选择的焊材与母材不同，要推算焊缝金属的成分、组织及性能。焊接电孤的热传导温度场；焊接接头金相组织和性能；焊接性试验和工艺认可试验；船舶高效焊接用的设备和相应的高效焊接技术；各种金属材料的焊接工艺；石油化工、大型梁和柱、压力容器制造、海洋工程管结构和船体结构的金属结构焊接工艺都是异种钢焊接的范围，下面就对异种钢的焊接过程中存在的问题进行分析。1.1 焊缝金属稀释异种钢焊接时存在焊缝合金成分与焊缝周围金属的差异，母材融化量与母材的厚度、焊缝大小和形状、电弧电压、焊接位置以及焊接速度等因素有关，在不同种钢材进行焊接时，母材融化区域和熔敷金属互相稀释的作用将发生改变，造成焊接接头部位化学成分改变，接头化学成分不均匀，引起焊缝处金属组织发生变化，从而影响焊接接头的质量。若将镍基合金作为隔离层应用到焊接工艺中，可以阻止金属化学成分的变化，并调控焊缝周围温度，避免焊缝金属稀释。1.2 接头残余应力异种钢之间金属组织的差异导致二者线膨胀系数不同，同时接头位置还存在塑性差异和导热性差异，会在焊接时造成热循环温度场的反常，使得焊接接头存在残余应力，影响接头部位的稳定性，影响焊接部件的使用寿命。1.3 碳迁移熔池内部与边缘处发生填充金属与熔化的母材金属混合，但是混合情况存在一定的差异，不完全混合区域出现在焊缝边界处，在异种钢一边出现脱碳层，另一边出现增碳层，影响焊接结构的可塑性和持久性。增加焊缝部位镍元素的含量，可以通过石墨化作用有效抑制碳化物的形成，从而避免碳迁移形成扩散层。2、异种钢焊接过程中问题的解决对策上面对异种钢焊接过程当中经常出现的问题进行了介绍。在实际的施工环节当中，如果在焊接过程中异种钢发生问题，将会影响到整个焊接的质量，对整个施工的质量也会带来很大的影响，所以对其中存在问题进行研究和解决是十分必要的。首先要注意的问题就是对于焊缝金属稀释这一问题，通常情况下，在对异种钢焊接时，焊缝合金的成分会与周围的金属成分存在着一定的差异，并且受到一些因素的影响，在焊接时焊缝金属受到稀释，就容易发生变形。稀释过程中焊接部分的成分也将发生改变，并且导致了这些成分分布十分不均匀，从而引发了焊缝处金属的组织发生了改变，影响到整体焊接的质量。所以将镍基合金应用到焊接工艺当中，作为焊接时焊缝与焊头的隔离层可以使金属化学成分的变化问题得以有效的解决。并且会对焊缝周围温度加以控制，从而保证了金属不被稀释。所以使用镍基合金在异种钢焊接过程当中，会有效的避免焊缝金属稀释以及化学成分改变所带来的影响。对于焊接接头当中存在残余应力这一问题也要进行有效的解决。因为在异种钢焊接过程中，金属之间存在着差异，导致了焊接时两者膨胀系数发生改变而存在不同。这样就会使其在实际的工作过程当中出现热循环异常的问题，接头位置的导热性能和金属之间就会存在着一定的差异，使得焊接接头出现残余应力，影响了焊接过程中焊接头部的稳定性能，对焊接部件的使用寿命也会带来一定的影响。所以去除接头残余应力，将会有效地提高焊接部分的使用寿命和质量，使用镍基合金当做焊接材料可以有效的提升金属与接头之间的性能差异。减少接头部分所存在的导热性，从而使其在焊接过程当中热循环环节不会出现问题。保证了焊接接头残余应力的同时，对整个接头部分的稳定性和焊接过程中的质量和效率带来更好的提升。所以，在异种钢焊接过程当中，应用镍基合金将会有效地解决接头残余应力这一问题。在异种钢焊接过程中，碳迁移问题也很容易出现。碳迁移问题产生的主要原因就是溶池内部与边缘的金属影响之下发生融化，金属材料与液体相互混合。这就使得碳含量在异种钢接头部分存在着一定的差异，导致了在焊缝边界处出现了不完全缝合部分。从而出现了脱碳层和增碳层，这两部分将对焊接的结构带来质量上的影响。而有效地使用镍基合金，可以减少碳迁移现象的出现，对碳迁移而产生的碳化物形成起到一定的抑制作用，避免了碳迁移之后所形成的脱碳层和增碳层的出现，对整个焊接的结构和质量带来更好的提升。3、异种钢焊接工艺用常见的奥氏体不锈钢与低合金耐热钢作为异种钢进行焊接操作，在低合金耐热钢中，铬元素和钼元素的含量相对较高，需要在焊接之后做好相应的热处理工作以稳定接头的性能和组织，抑制空淬倾向。然而焊接之后的热处理工作容易造成奥氏体不锈钢的耐蚀性功能变差，导致焊接接头处出现裂纹，影响接头稳定性。所以在焊接过程中可以使用含有镍元素和铬元素较高的合金材料，来抑制碳迁移作用，避免焊缝金属稀释同时降低接头应力，保证焊接效果。首先，使用焊条电弧焊或钨极氩弧焊在异种钢间堆焊镍基合金材料隔离层