[发明专利]防止镍基焊材焊接奥氏体不锈钢产生热裂纹的焊接方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种利用镍基焊材焊接奥氏体不锈钢的焊方法。

背景技术

焊接热裂纹的形成是由于材料中存在低熔点的共晶元素，在焊接过程中，这些元素被重新熔化，在焊缝金属凝固过程中，这些杂质元素生成的低熔点共晶物结晶偏析富集于晶界，形成所谓“液态薄膜”，在特定的敏感温度(又称脆性温度区间)，其强度极小。由于焊缝凝固收缩以及其它外拉应力(装配应力)的共同作用，最终开裂形成裂纹。影响热裂纹产生的因素主要有两大类，第一种影响因素为材料的化学成分，其中包括母材的化学成份和焊材的化学成份；第二种影响因素是焊接工艺。

材料的化学成份是影响焊接热裂纹的最本质因素。S若与Ni相结合，形成的NiS以及Ni-Ni₃S₂共晶均为低熔点物质。钢中S含量的增加，势必在与镍基焊材的焊接过程中生成更多的NiS以及Ni-Ni₃S₂共晶。而这类低熔点物质在熔池中的偏析是导致钢在焊接过程中产生热裂纹的主要影响因素，是热裂纹形成的内部条件。

工艺措施对奥氏体不锈钢焊接热裂纹的影响不容忽视，焊接时焊接线能量对热裂纹影响很大。焊接时线能量越高，则输入的热量越多，晶间低熔点共晶物的熔化越严重，晶界处于液态的时间越长，越容易促进热裂纹的产生。另外焊接接头形式、预热、焊接顺序等工艺因素也会影响焊接热裂纹的产生

发明内容

本发明的目的在于提供一种防止热裂纹的产生，提高焊缝质量的防止镍基焊材焊接奥氏体不锈钢产生热裂纹的焊接方法。

实现本发明目的技术方案：一种防止镍基焊材焊接奥氏体不锈钢产生热裂纹的焊接方法，其步骤如下：

(1)先采用下述公式计算确定不产生焊接热裂纹的最大熔合比X值，以控制焊缝金属中得S含量在0.013％以下：

X<0.013-BA-B]]>

式中X为熔合比；

    A为母材中的S含量；

    B为焊材中的S含量；

(2)焊接时，采用钨极氩弧焊，摆动焊接，焊道做成凸型焊道，焊接参数如下：

焊接电流：110～160A；

焊接电压：11.0～15.0V；

保护气体：纯Ar保护气，流量7～17L/min。

如上所述的一种防止镍基焊材焊接奥氏体不锈钢产生热裂纹的焊接方法，其在焊接前，对待焊面进行丙酮擦洗，焊材采用砂纸打磨并进行丙酮擦拭。

本发明的效果在于：本发明在控制焊接工艺措施的同时，通过对熔合比的控制减少母材中S元素的熔入量，从而减少低熔点物质的形成条件，从化学成分和工艺措施两方面进行控制，防止焊接热裂纹的产生。本发明方法可以直观的利用对焊接参数和焊接要素的控制，防止热裂纹的产生，提高焊缝质量。也可以利用其产生裂纹，用于安全分析等工作中的裂纹预制。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明所述的防止镍基焊材焊接奥氏体不锈钢产生热裂纹的焊接方法作进一步描述。

实施例1：表面堆焊

焊接方法：钨极氩弧焊(GTAW)；

母材：ASME SA-182F304L，S含量0.023％；

焊材：ERNiCr-3，Ф3.2mm，S含量0.005％；

采用下述公式计算不产生焊接热裂纹的最大熔合比X值：

X<0.013-BA-B]]>

上述公式中A为母材中的S含量，为0.023％；

          B为焊材中的S含量，为0.005％；

          X为熔合比；

0.023X+0.005(1-X)＝0.013