昭通市焊工技能培訓(xùn)：18Cr奧氏體不銹鋼焊接培訓(xùn)
焊工是一種特種作業(yè)工種，從事焊工相關(guān)規(guī)定工作必須持證上崗，熔化焊接與熱切割特種作業(yè)操作證每3年需要復(fù)審一次。一人一證持證上崗，全國(guó)通用。
考試形式：本人參考、單人單桌、分為理論科目和實(shí)操科目，滿分均為100分，及格分均為80分。
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由于奧氏體不銹鋼含有較高的鉻,可形成致密的氧化膜,所以具有良好的耐蝕性。當(dāng)含Cr18%,含Ni8%時(shí),即可獲得單一的奧氏體組織,故奧氏體不銹鋼具有良好的耐蝕性、塑性、高溫性能和焊接性能。但在不同工況條件下,奧氏體不銹鋼焊接接頭往往面臨著一些特殊的問(wèn)題,易造成包括晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕、刀蝕、焊接熱裂紋、α相脆變等施工缺陷。
01、焊接接頭的腐蝕性分析
焊接接頭的晶間腐蝕
晶間腐蝕是奧氏體不銹鋼最主要的腐蝕問(wèn)題之一，一旦產(chǎn)生晶間腐蝕，嚴(yán)重時(shí)其強(qiáng)度幾乎喪失，施加一定應(yīng)力就會(huì)產(chǎn)生沿晶斷裂。導(dǎo)致奧氏體不銹鋼焊接接頭發(fā)生晶間腐蝕的原因主要是由于碳化鉻析出引起的。奧氏體不銹鋼在500～800 ℃溫度區(qū)間進(jìn)行敏化處理時(shí)，過(guò)飽和固溶的碳向晶粒間界擴(kuò)散比鉻的擴(kuò)散速度較快，在晶界附近與鉻結(jié)合成(Cr,Fe)23C6的碳化物，并在晶界沉淀析出，形成了晶粒邊界附近的貧鉻現(xiàn)象，當(dāng)該區(qū)域的鉻含量降低到鈍化所需的極限含量(W(Cr)12.5%)以下時(shí)，就會(huì)加速該區(qū)域的腐蝕，形成晶間腐蝕。熱影響區(qū)敏化溫度區(qū)的晶間腐蝕發(fā)生在熱影響區(qū)中加熱峰值溫度在600～1000 ℃范圍的區(qū)域，產(chǎn)生晶間腐蝕的原因仍是奧氏體晶界析出碳化鉻所致。減少和防止晶間腐蝕的主要防治措施包括：
①采取小規(guī)范(小電流、大焊速)、多道焊等工藝措施;
②盡量降低母材、焊材中碳元素的含，采用C含量小于0.03%的焊材;
③使焊縫由單一的奧氏體相改變?yōu)閵W氏體加鐵素體雙相，C r在鐵素體中擴(kuò)散速度比在奧氏體中快，因此，鉻在鐵素體中較快地?cái)U(kuò)散到晶界，減輕了奧氏體晶界貧鉻現(xiàn)象;④在鋼材和焊接材料中加入Ti、Nb等與碳的親和力比鉻強(qiáng)的元素，能夠與碳結(jié)合成穩(wěn)定的化合物，從而避免在奧氏體晶界造成貧鉻。
焊接接頭的應(yīng)力腐蝕
不銹鋼的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂是危害性最大的腐蝕行為，開(kāi)裂時(shí)沒(méi)有任何變形，事故往往是突發(fā)性的，后果嚴(yán)重。不銹鋼在使用條件下產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的影響因素很多，包括鋼的成分、組織和狀態(tài)、介質(zhì)的種類、溫度、濃度、應(yīng)力性質(zhì)、大小及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等。
減少和防止應(yīng)力腐蝕的措施主要有：
①避免強(qiáng)力組裝、機(jī)械撞傷和電弧燒傷，減小冷作變形和應(yīng)力;
②嚴(yán)格控制介質(zhì)與環(huán)境中的雜質(zhì)(特別是氯化物、氟化物等);
③合理選材(母材、焊材)：避免晶粒粗化及硬化的馬氏體組織;
④焊縫成形良好，不產(chǎn)生任何應(yīng)力集中(如咬邊等);
⑤合理安排焊接順序，降低應(yīng)力;
⑥防腐處理：涂層、襯里或陰極保護(hù)等位置添加緩蝕劑。
02、焊接接頭的熱裂紋敏感性分析
奧氏體不銹鋼的熱裂紋主要是結(jié)晶裂紋，是在焊縫金屬液態(tài)金屬凝固過(guò)程中產(chǎn)生的，此時(shí)熔點(diǎn)共晶存在一次晶，主要是樹(shù)枝晶之間。其產(chǎn)生原因主要有以下3個(gè)方面：
① S、P、C等與Ni形成低熔點(diǎn)共晶(如NiS+Ni的熔點(diǎn)為644 ℃)，弱化晶界強(qiáng)度;
② 奧氏體不銹鋼液相線與固相線距離大，結(jié)晶時(shí)間長(zhǎng)，枝晶方向性強(qiáng)，易產(chǎn)生雜質(zhì)元素的偏析;
③鋼導(dǎo)熱系數(shù)小，線膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生應(yīng)力。
防治焊接熱裂紋的主要措施包括：
①嚴(yán)格控制母材和焊材有害制母材和焊材有害雜質(zhì)硫、磷的含量;
②焊縫中產(chǎn)生有5%左右鐵素體的雙相組織，打亂奧氏體柱狀晶的方向;
③工藝上的措施：采用堿性焊條、小規(guī)范(小電流、快速焊)，防止產(chǎn)生熱裂紋。
03、焊接接頭的鐵素體含量的控制
奧氏體鋼焊縫金屬中鐵素體含量的多少，不僅關(guān)系到α(σ)相脆變的生成和熱強(qiáng)性，還直接影響著接頭的抗熱裂性。工件經(jīng)受一定時(shí)間高溫加熱后，會(huì)析出σ脆性相，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，高溫停留時(shí)間越長(zhǎng)，析出越多，將嚴(yán)重影響接頭的力學(xué)性能。從抗熱裂性出發(fā)，要求焊縫金屬內(nèi)含有一定量的鐵素體，但從α相脆變和熱強(qiáng)性來(lái)考慮，要求鐵素體含量越低越好。因此，對(duì)于高溫強(qiáng)度要求較高的焊接接頭，必須嚴(yán)格控制鐵素體含量，在某些場(chǎng)合下，必須采用奧氏體的焊縫金屬。
