技术 | 详解1Cr13(马氏体)不锈钢的焊接工艺

摘要：1Cr13不锈钢焊接工艺性能较差，冷却时易在焊缝和不完全熔化区、过热区产生裂纹，本文给出1Cr13不锈钢焊材的特点，详细阐述1Cr13不锈钢焊接工艺，包括焊材的选择，焊接电流焊接速度等焊接重要参数，及对焊接中遇到的问题的给出理论的分析并进行施焊实例对存在问题的给出对策。

一、前言

1Cr13不锈钢在温度30℃以下时的弱腐蚀介质中,即在大气、蒸气、淡水中,具有良好的耐腐蚀性能,且价格便宜,因而该类不锈钢在机械制造中得到广泛地应用。1Cr13不锈钢的焊接工艺性能较差,其主要是淬硬倾向大和过热倾向大,金属组织的塑性和韧性也有差别,冷却时易在焊缝和不完全熔化区、过热区产生裂纹,并在热影响区产生粗大的马氏体组织。从提高焊缝的塑性这点出发,希望得到缓慢的冷却焊缝。

二、1Cr13不锈钢焊接的特点

由于1Cr13不锈钢的塑性和韧性都差,冷却时易在焊缝上和热影响产生裂纹,因此需要缓慢地冷却焊缝和热影响区及过热区。

在焊接热循环的作用下,热影响区晶粒急剧胀大,从而使焊缝变脆,即使选用的焊接材料与母材匹配的情况下,焊缝金属也会产生脆化问题,要选用的焊接材料以含Cr、Ni要高些为宜。

三、1Cr13不锈钢的焊接

1Cr13不锈钢的焊接,目前多采用焊条电弧焊。焊接时宜选用较小的焊接电流和尽快的焊接速度以及窄焊道、分段跳跃焊,防止因应力集中产生裂纹。

文献规定,为了防止1Cr13马氏体钢焊接时产生裂纹,焊前需经200～400℃的预热,焊后缓冷到150～200℃。

针对1Cr13马氏体钢的焊接易产生裂纹,可选用含Cr+Ni的焊接材料进行施焊,同时在焊接时每焊50%～60%要进行锤击(30～50次为宜)目的是清除焊接应力,把拉应力变为压应力,防止焊缝裂纹。

四  、对焊接中遇到的问题的分析

母材1Cr13马氏体钢经探伤测定,出现连续性条状和点状的氢白点,初步认为是母材层状撕裂,导致焊接时产生裂纹。因为母材中存在非金属夹杂物,像硫化物和硅酸盐等,在高温作用下产生变形,这是在轧制过程中轧成很薄的片状,呈片状分布。

这些片状夹杂物与金属比较强度很低,起到自然的缺口作用,而且局部地破坏了钢板内部的连续性,导致产生裂纹。

另外硫化物有剥离倾向,而硅酸盐则易于脆裂,焊后冷却时由于焊缝收缩应力在母材钢板上造成一定的拉应力,在载荷作用下,片状夹杂物与金属剥离,产生裂纹,这就是造成裂纹的主要原因之一,导致焊缝熔敷金属与母材剥离。