SA-240 321奥氏体不锈钢的埋弧自动焊工艺

＿Ｉ　｜藏　象　ＳＡ一２４０　３　ⅡＡｓｓｔｅ￣ｉｉｆｃ　Ｓ　ＳＡ一２４０　３２　１奥氏体不锈钢的　埋弧自动焊工艺　Ⅱ＠ｓｓ　Ｓ　＠＠ⅡＡｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｓ　Ⅱ　昭＠翘觚Ｗｅ￣ｄｉｎｇ　文／浙江内曼格机械制造有限公司研发中心　夏小勇　摘要：本文主要介绍７ＳＡ一２４０　３２１奥氏体不锈钢的特点与应用，分析了其焊接性，提出了防止焊　接缺陷、保证熔合性的技术措施，通过焊接工艺评定来制定ＳＡ一２４０　３２１奥氏体不锈钢的埋弧自动焊　工艺。　关键词：奥氏体不锈钢；埋弧自动焊；焊接工艺评定　前　言　ＳＡ一２４０　３２１不锈钢是ｃ卜Ｎｉ＿Ｔｉ型奥氏体不锈　气装置中，其壳体：材米斗是ＩｓＡ　４０　３２１奥氏体不　秀钢，　结构是长筒，由于直径和长度都比较大，只能采　钢，其性能与３ｏ４￣ｔ似，但是由于加入了稳定性　元素Ｔｉ，使其有效的控制了碳化铬的形成，并具　有了更好的耐晶界腐蚀性及高温强度，属于热　强钢种，３２１具有的优异的高温应力破断（Ｓｔｒｅｓｓ　Ｒｕｐｔｕｒｅ）性能及高温抗蠕变性能（Ｃｒｅｅｐ　Ｒｅｓｉ—　ｓｔａｎｃｅ）以及应力机械性能都优于３０４不锈钢。　３２１不锈钢在不同浓度、不同温度的有机酸和无　机酸中，尤其是在氧化性介质中具有良好的耐　用拼接的方式制造。第一套产品采用ＮＡＭＡＧ公　司最常用的半自动气保焊，但焊后拍片（ＲＴ射　线检测）发现，拼缝存在气孔、夹渣等气保焊　常见缺陷，需要返工。为赶上交货进度，必须　从焊接工艺上加以改进，考虑到埋弧自动焊效　率高、质量好等优点，而该批产品拼缝也适合　于埋弧焊，于是决定采用埋弧自动焊。本文从　ＳＡ一２４０　３２１奥氏体不锈钢的化学成分、力学性　能及组织特点等方面分析了其焊接性，通过工　磨蚀性能，用于制造耐磨酸容器和耐磨设备的　衬里、输送管道，广泛应用于抗晶界腐蚀性要　求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机械、　建材耐热零部件以及热处理有困难的零部件，　艺评定试验的方法制定了其埋弧自动焊工艺。　１　ＳＡ－２４０　３２１奥氏体不锈钢的化学成　如：石油废气燃烧管道、发动机排气管、锅炉　外壳、热交换器、加热炉部件、柴油机用消音　部件、锅炉压力容器、化学品运输车、燃炉管　道及烘干机用螺旋焊管。　分、力学性能及组织特点和焊接性　１．１　化学成分与力学性能　奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组　织的不锈钢。钢中含ｃｒ约ｌ８％、Ｎｉ　８％一１０％、Ｃ约　ＮＡＭＡＧ／￣司在２０１侔承制的一批热电厂用排　０．１％时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍　作者简介：夏小勇（１９８６一），男，焊接工程师，主要从事焊接技术研究及管理工作。　Ｊ一４Ｏ现代焊接２０１５年第９期总第１５３期　不锈钢包括著名的１８Ｃｒ－８Ｎｉ钢和在此基础上增加　ｃｒ、Ｎｉ含量并加入Ｍｏ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｔｉ等元素发　展起来的高ｃ卜Ｎｉ系列钢。ＳＡ一２４０　３２１是在１８Ｃｒ　一８Ｎｉ钢基础上添￣ＪＩｌＮｉ、Ｔｉ等元素，使其具有了　更好的耐晶界腐蚀性及高温强度。其化学成分　见表１，力学性能见表２。　１．２　组织特点和焊接性川　奥氏体不锈钢有Ｆｅ—Ｃｒ－Ｎｉ、Ｆｅ．＿ｃ卜Ｎｉ—Ｍｏ、　Ｆｅ—Ｃｒ－Ｎｉ—Ｍｎ等系列。为改善某些性能，满足特　殊用途要求，在一些钢中单独或复合添加了Ｎ、　Ｎｂ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｔｉ等合金元素。奥氏体不锈钢通　常在室温下为纯奥氏体组织，也有一些奥氏体　不锈钢室温下的组织为奥氏体加少量铁素体，　这种少量铁素体有助于防止焊接热裂纹的产生。　奥氏体不锈钢不能用热处理方法强化，但由于　这类钢具有显著的冷加工硬化性，可通过冷变　形方法提高强度。经冷变形产生的加工硬化，　可采用固溶处理使之软化。　铬镍奥氏体不锈钢具有较好的塑性和韧性，　无淬硬倾向，具有良好的焊接性，易于采用各　种熔焊法焊接，焊接接头在焊态具有较高的力　学ｌ生能，通常焊后无须热处理，焊接工艺简单。　但奥氏体不发生二次相变，初生柱状晶比较发　达，故对焊接热裂纹比较敏感，尤其采用高线　能量焊接时，热裂问题更为突出。铬镍奥氏体　不锈钢熔焊时，在焊接过程中，对于不同类型　的奥氏体不锈钢，奥氏体从高温冷却到室温时，　随着Ｃ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｏ含量的不同、金相组织转　变的差异及稳定化元素Ｔｉ、Ｎｂ＋Ｔａ的变化，可能　在焊缝金属和热影响区发生必须注意的组织和　性能变化，应在焊接材料选配和焊接工艺上采　取相应的措施。　奥氏体不锈钢具有良好的焊接性，几乎所　有的熔焊方法都可用于奥氏体不锈钢的焊接，　许多特种焊接方法，如电阻点焊、缝焊、闪光　焊、激光与电子束焊、钎焊都可用于奥氏体不　锈钢的焊接。但对于组织性能不同的奥氏体不　锈钢，应根据具体的焊接性与接头使用性能的　象ｔ　…ｊ　化学成分　Ｃ　Ｓｉ　Ｍｎ　Ｐ　Ｓ　Ｃｒ　Ｉ　Ｍ０　ｌ　Ｎ　ｌ　Ｔｉ　标准　ｓＴＭＡ２４Ｃ　≤０．０　≤０．７　≤２．０ｄ≤０．０４７－＜０．０３（￣１７．０～１９．０｝）．０～１２．ｄ—ｌ≤０．１ｄ≤ｏ．　试样　０．０３８　０．５１　１．２０５　０．０２５　０．００２　１７．２５　９．０６　ｂ．１３４　０．０２５　ｂ．３６１　力学性能　抗拉强度ｍｉｎ　屈服强度ｍｉｎ　２ｉｎ威５０ｍｍ　硬度ｍａｘ　冷弯　（ＭＰａ）　（ＭＰａ）　伸长率ｍｉｎ（％）　布氏　（。）　标准ＡＳＴＭ　Ａ２４０　５１５　２０５　４０　２１７　不要求　试样　５５６ｍｉｎ　２２４ｍｉｎ　６１．６　７２．９Ｍａｘ（Ｖ）　｜　图１试件接头型式　要求，合理选择最佳的焊接方法。　２焊接工艺评定　目前主流的焊接方法是熔化极气体保护焊，　相较于焊条电弧焊和钨极氩弧焊其熔敷效率更　高，既可采用较灵活的半自动熔化极气体保护　焊，也可以实现自动熔化极气体保护焊；产品　上第一套采用的熔化极气体保护焊，但焊后ＲＴ　射线检测到气保焊常见的气孔、夹渣等缺陷，　需返工，同时还需清理飞溅，综合效率不如埋　弧自动焊。埋弧自动焊具有效率高、质量好、　劳动条件好等优点，而该批产品拼缝也适合于　埋弧焊，于是决定采用埋弧自动焊。　２．１　母材　产品上母材是２５ｍｍ厚的ＳＡ一２４０　３２１奥氏体　不锈钢，所以工艺评定试验采用如下试件：　牌号：ｓＡ一２４Ｏ　３２１，规格：４５０ｍｍ×１２５ｍｍ　×８　２５ｍｍ，类组别：Ｐ－Ｎｏ．８Ｇｒ．１，标准：ＡＳＴＭ　Ａ２４０。　其化学成分见表１，力学性能见表２；其点　蚀指数ＰＲＥＮ为１８．０９２２。　［ＰＲＥＮ＝（ｏ（Ｃｒ）＋３．３（１）（Ｍｏ）＋１６（１）（Ｎ）】。　接头型式为ｘ型对接双面坡口焊缝，接头组　对尺寸见图１；　现代焊接２０１５年第９期总第１５３期Ｊ一４１