新型奥氏体耐热钢与马氏体耐热钢焊接工艺分析

摘 要：新型奥氏体耐热钢与马氏体耐热钢的成分和组织、性能方面有很大区别，在焊接的时候，会存在一些特有问题。在焊后进行热处理，对热处理参数进行分析研究能够为相关工程的实际运用提供参考。根据新型奥氏体耐热钢与马氏体耐热钢焊机的特性，分析焊接方式、焊接控制要点和技术、常用物理性能等，探索相关工艺的运用，为相关工程的使用提供理论参考。

关键词：耐热钢;奥氏体;高合金马氏体耐热钢;焊接工艺

一、 新型奥氏体耐热钢概述

新型奥氏体耐热钢为S31035系欧洲310系列新型耐热钢，锅炉临界值为700℃。利用合金元素再配比之后得到结论，新型奥氏体耐热钢温度达到650℃之后具备非常良好的高温持久强度，在成分当中，大约有23% 的Cr元素，这一类元素在新型奥氏体耐热钢之中起到抗氧化、抗腐蚀的性能，其中还含有少量的Mo、Si元素，降低了σ相存在的可能。因此，在具体使用过程中组织稳定性得到一定的保证。在生产出来之后该钢材在获得批准，列入使用标准。CC2753给出的批准为700℃，超过了TP310HCbN的应用力、S30432的腐蚀能力，性能与TP310HCbN相媲美。在620～700℃之间的高温受热方面，该钢材具有很大的优势。奥氏体耐热钢热膨胀系数比较高，在锅炉生产制造的过程中普遍使用在受热面管屏，而不是集箱方面。受热面管屏系小口径管焊接、弯管组装完成，而焊接工序是主要的工序之一。

二、 焊接接头性能分析

（一）接头

焊接 SA213-TP310HCbN（HR3C）钢的接头在焊接的过程当中，会出现：①焊接裂纹，焊接Cr、Ni纯奥氏体钢容易在焊接的时候出现裂纹，出现裂纹的原因是其中含有部分元素，比如Ni、 C、 Si、 Nb、 S、 P，这些元素的存在会提高钢材本身的敏感性，从而形成裂纹。②接头具备抗腐蚀性能，如果是燃煤电站条件下应力腐蚀现象发生在有Ci的介质当中，而且随着温度的升高，很容易发生应力腐;③接头脆化，在550～800摄氏度以下会出现脆化现象，脆化明显。焊缝金属也会存在这种脆化倾向，焊接的过程当中应该确定材料选择证券网，避免发生σ相脆化现象。

（二）P91P92钢接头的焊接

焊接导致冷裂纹，这一类钢材当中含有C、 S、 P，这一类元素的含量低且纯净度高，在焊接的过程当中存在焊接冷裂纹倾向。焊缝韧性，焊缝金属的冲击任性和母材相比，低于母材本身。

三、 焊接技术使用过程的措施

（一）焊接形式

①钨极氩弧焊，焊接的时候使用氩气保护钢材，为了保证氩气不被氧化，应该对熔池、热影响区域位置做好保护才进行施工。因此普通的手工氬弧焊不能用在这个方面。经过相关人员的研究，得出使用活性剂可以增加焊缝熔深的结论，无须开坡口，使用在焊头壁厚5MM的P91P92钢材当中，生产效率得到了提升。通过对电弧形态进行观察，发现存在Si02，Si02具备很强活性，能够产生拖弧现象。存在这种物质会导致焊缝不能连续成型，影响到焊接的质量。实际上经过多项研究，新型奥氏体耐热钢目前使用比较成熟、生产效率良好的焊接形式是TIG 焊。这种焊接方式焊接完成的接头性能优良。即使在焊接过程当中还是存在问题，但是和别的技术相比，仍旧占有优势。②瞬时液相扩散焊的焊接往往运用在高新技术领域、航天航空工程领域内。这是一种接头强度和母材比较接近的一种焊接方式，在连接温度下先熔湿母材，在界面形成液体之后将能够快速降低熔点的元素快速扩散到金属母材当中，让母材熔点降低，在瞬间发生液化。

（二）要点控制

①为避免焊接过程当中高温状态下受到金属元素的氧化，在整个焊接过程当中的使用背面冲氩来进行保护。②焊接的焊丝和工件坡口对除油污等物质的存在比较敏感，在焊接之前要对焊接部件两侧做好清洁，能够打磨出金属光泽之后才能进行焊接。③焊接过程应该控制好电流，要求小电流快速焊，短弧，层间温度控制好，焊缝金属厚度应小于3MM。④焊接过程应该尽量减少息弧。

（三）施焊技术

焊口点焊固前的每一层焊道，应使用钢丝刷、角向磨光机打磨清理干净，氩弧焊打底之前应该检查焊接口的清洁程度，对口间隙应该为2.5MM～3.2MM。固定后贴上焊口的铝箔纸，对根部充氩气。缝补加丝方式为内加丝焊法。焊工在焊接的时候应该透过缝隙对其进行观察，通过观察焊口坡口内壁边缘和焊丝的融化情况，如果存在缺陷，应该及时改变焊枪的角度和加丝的速度，如果还有问题就应该将存在缺陷的焊缝打磨好再继续进行焊接。在焊口点焊位置打磨掉确保内部焊缝能够正常成形。

四、 结语

综上所述，焊接奥氏体当中应该防止焊接接头、避免接头应力过大，因此，需要控制预热温度、每一层的温度。新型耐热性奥氏体不锈钢的具备很强的性能，在实际运用过程中必须要确保安全，而且还应该积极完善和发展，为工业使用提供新的方向。

参考文献：

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作者简介：陈功，南京汽轮电机（集团）有限责任公司。