常用金属材料的焊接(低温用钢、高锰钢、时效钢、耐热钢).doc

常用金属材料的焊接(低温用钢、高锰钢、时效钢、耐热钢） 来源：中国焊接资源网(/)作者：jql原文：常用金属材料的焊接(低温用钢、高锰钢、时效钢、耐热钢）(/skill/html/content_201.htm) 41? 试述Ni9低温用钢的焊接工艺。 Ni9钢是低碳马氏体型低温用钢，其化学成分，见表23。 表23? Ni9钢的化学成分（质量分数）? ?（%） 温度等级(℃) C Ni Si Mn P S -196 ≤0.13 8.50～9.50 0.15～0.30 ≤0.90 ≤0.035 ≤0.04 Ni9钢具有良好的低温韧性和焊接性，常用的焊接方法是手弧焊，其次是埋弧焊和钨极氩弧焊。 ⑴焊接材料? Ni9低温钢常用的焊接材料有Ni的质量分数约60%以上的Inconel型、Ni的质量分数约40%的FeNi基型、Ni的质量分数为13%的奥氏体不锈钢型和Ni11%的铁素体型等，其中Ni基与Fe-Ni基的焊接材料低温韧性好，线膨胀系数与Ni9钢相近，但成本高、屈服点偏低。Ni的质量分数为13%-Cr16%型焊接材料的成本低、屈服点高，但低温韧性稍差，线膨胀系数与Ni9钢有很大差异。 Ni9钢手弧焊用焊接材料为Ni60Cr15Mo、Ni55Cr22Mo9、Ni67Cr16Mo3、Cr15Ni70Mn4Mo4Nb；埋弧焊用焊接材料为Ni67Cr16Mn3Ti、Ni58Cr22Mo9W；钨极氩弧焊用焊接材料为Ni11、Ni70Mo18CrW。 ⑵焊接工艺? 焊前一般不预热，当板厚超过50mm时可预热50℃，冷变形超过3%时应进行退火处理，退火 火为550～558℃。焊接线能量应控制在45kJ/cm以下，一般常用7～35kJ/cm。 手弧焊时焊条直径不超过4mm。当采用有弧坑裂纹倾向的焊条焊接Ni9钢时，打底焊应采用穿透法焊接，把弧坑尽可能留在背面，以便清根时能把弧坑裂纹消除掉。 埋弧焊时焊丝直径不超过3.2mm。 42? 试述0Cr21Ni6Mn9㈠超低温无磁钢的焊接工艺。 0Cr21Ni16Mn9N钢是奥氏体型超低温用钢，其化学成分，见表24。 表24? 0Cr21Ni16Mn9N钢的化学成分（质量分数） （%） C Si Mn Ni Cr N S P ≤0.08 ≤1.0 8.0～10.0 5.50～8.0 19.50～21.50 0.15～0.30 ≤0.03 ≤0.03 ㈠此钢由中国科学院金属研究所研制成,目前尚未列入国标中。 0Cr21Ni16Mn9N钢焊接时的主要问题是防止出现热裂纹、降低低温韧性和预防碳化物析出。为此，焊缝中应有一定量的铁素体，以防产生热裂纹，但铁素体的存在又会使低温韧性变坏，磁性增高，目前使用的0Cr21Ni16Mn9N钢中，焊接时仅在熔合区出现少量铁素体，对低温韧性和磁性影响不大。 0Cr21Ni16Mn9N钢在650～750℃回火时，或被加热到该温度范围的焊接热影响区会沿晶界析出大量碳化物Cr23C6，导致脆性，所以焊接时必须严格控制焊接线能量和层间温度，不能预热和后热，必要时还可采取强迫冷却的措施以防止析出碳化物。 目前，0Cr21Ni16Mn9N钢的焊接仅限于钨极氩弧焊和真空电子束焊，钨极氩弧焊时采用的填充焊丝化学成分，见表25。 表25? 填充焊丝的化学成分（质量分数）（%） C Si Mn Ni Cr N S P ≤0.04 ≤0.05 8.0～10.0 13.0～16.0 19. 0～22.0 0.15～0.20 ≤0.02 ≤0.02 焊接根部第一层焊缝时，必须用氩气保护背面，层间温度要控制在100℃以下，背面只能用砂轮打磨清根，不能用碳弧气刨清根，以免渗碳。 43? 试述15Mn26Al4超低温用钢的焊接工艺。 15Mn26Al4钢是为了节约Ni、Cr而用Mn、Al代替的奥氏体超低温用钢，工作温度为-253℃，其化学成分见表26。 表26? 15Mn26Al4钢的化学成分（质量分数）（%） C Mn Al Si S P 0.13～0.19 24.5～27.0 3.80～4.70 ≤0.6 ≤0.035 ≤0.035 焊接15Mn26Al4钢的主要问题是： ⑴铝的过渡系数低? 铝是一种活泼元素，焊接时特别容易被烧损，过渡系数均小于50%，因此要适当提高焊接材料中铝的含量，但铝是铁素体形成元素，含量过高会出现奥氏体加铁素体的双相组织，给焊丝的冷、热加工带来极大的困难，通常用铬、钼来部分代替铝。 ⑵焊缝中的气孔? 铝的强烈还原作用增加了焊缝产生气孔的倾向。 ⑶焊缝中的热裂纹? 15Mn26Al4钢焊接时有一定的热裂倾向，在焊缝中有少量铁素体存在时，有助于消除热裂纹。 15Mn26Al4钢焊接时常用的焊接方法是手弧焊、钨极氩弧焊和埋弧焊，焊接材料见表27。 表