铁素体不锈钢的焊接课件
不锈钢管道焊接PPT课件
焊条的保管、发放、烘干和使用
•
保管：焊条入库时，必须有合格证和材质证明书。具备良好的焊条存放的货架，库内温度应保持在
10—250之间，相对湿度应小于50%，保管人员应定期作出温度记录。
•
焊条的发放：焊条的发放应有专人负责，并建立台账。领焊条必须登记焊条的材质、规格、烘烤温度、
时间、数量、使用位置和工程地点，领用人签字。
• 内部质量有待于按施工图纸设计说明进行无损检测。
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手工电弧焊焊接316L不锈钢应注意事项 • 首先应明确是什么材质和型号的不锈钢：
• 材质为304的管道采用A102焊条，焊丝采用HoCr21Ni10 • 材质为321的管道采用A132焊条，焊丝采用TIG-321 • 材质为316Ｌ的管道采用A022焊条，焊丝采用HoCr20Ni14M03
容器制造）
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不锈钢进行酸洗和钝化工作的建议
•
在过去好多业主在不锈钢管道在正式投产前，往往用适当浓度加有缓蚀剂的酸液在设备内和管道内部进
行循环酸洗，然后加入一定量的铬酸盐循环一段时间，这样对清洁管道设备增加焊缝的耐腐蚀性均有好
处。目前只有高科技领域进行这样的工作。
•
新的国家标准（现场设备，工业管道焊接工程及验收规范）中没有规定焊后必须进行钝化处理，所以在
再进行施焊，或是制作一套简单的充气工具。
•
施焊时焊工应选择合适的焊接电流，熟练而均匀的送丝，电弧作小跨度的摆
动，且在焊接过程中应将坡口两侧溶化好。避免出现未焊透或是未溶合等焊
接缺陷。
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316L不锈钢管道的焊接
•
施焊过程中，如要停焊或是换焊丝，应将电弧均匀的拉到坡口的任何一侧断弧，切不可突然或是快速在
《不锈钢的焊接》PPT课件
2021/3/8
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奥氏体不锈钢的焊接性
能抵抗大气腐蚀的钢称为不锈钢，亦定
义为主加元素铬含量能够使刚处于钝化状 态，又具有不锈特性的钢种。按成分和组 织的不同，不锈钢大体分为马氏体不锈钢、 铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢，其中，奥 氏体不锈钢的主要成分是铬和镍，它们的 存在产生了稳定的奥氏体，因而材料具有 优良的耐腐蚀性能、耐热性和塑性，同时 也具有良好的焊接性，常用的如 1Cr18Ni9Ti。但是如果焊接材料或焊接工 艺不正确时会出现晶间腐蚀或热裂纹等缺 陷。
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• 埋弧自动焊
• 由于熔池体积大，冷却速度小，容易引起 合金元素及杂质的偏析。因此，焊接奥氏 体不锈钢时，为了防止裂纹的产生，焊剂 应该具有较低的氧化性。
• 目前，手弧焊，氩弧焊，埋弧自动焊和等 离子弧焊可以用来进行奥氏体不锈钢的焊 接，其中，焊接奥氏体不锈钢质量比较好 的方法是氩弧焊。而不适用于奥氏体不锈 钢的是电渣焊和二氧化碳保护焊。
2021/31/8 991
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《碳钢药皮电焊条规程》 GB/T5118－1995 等效 ANSI/AWS A5.5－1981
《低合金钢药皮电焊条规程》
三、试件母材钢号及代号见表3
焊工焊接操作技能考试是要求焊工按照评定 合格的焊接工艺施焊出没有超标缺陷的焊缝。 从焊接缺陷角度出发，焊工焊接操作技能与 母材钢号没有关系，对于焊条电弧焊，焊工 焊接操作技能与药皮类别密切相关。
• 表3内所列钢号只是典型钢号示例，包含 了锅炉、压力容器、压力管道标准中所列 钢号。对于没有列入表3的钢号（例如新钢 号、国外钢号）可根据第四十四条规定由 焊工考委会将其列入相应类别中。
• 对焊机操作工来讲，焊接操作技能考试
铁素体不锈钢的焊接
(3) 475℃脆化
高Cr铁素体钢的室温韧性
Cr>15%的铁素体不锈钢，在430~480℃温度区间 长时间加热并缓慢冷却，导致在常温时或负温时出现 475℃脆化现象。
造成475℃脆化的主要原因是在Fe-Cr系中共析反应沉 淀析出富Cr的a’相（体心立方结构）所致。
杂质（S、P、O、N、H）也会促进475℃脆化。
铁素体钢焊接工艺要点
1）无相变，HAZ晶粒急剧长大， 引起脆化（σ相、470℃脆化），产生裂纹
防止措施：低温预热（T<150℃ ）
2）有晶间腐蚀倾向，防止措施与A钢相同； 3）限制C、N等杂质，防止脆化； 4）减小焊接热输入，窄焊道，控制层间温度； 5）焊后回火处理（实际是空冷的退火处理）
采用A焊材时，不预热，不焊后热处理。
马氏体钢有脆硬倾向，含碳量越高，脆硬倾向越大。 马氏体钢焊接遇到的问题是C含量较高的马氏体钢淬
硬性导致的冷裂纹问题和HAZ脆化问题。
（1）焊接接头冷裂纹 C越高，淬硬性大，热应力大，易冷裂
（2）焊接接头区硬化 淬硬性大，形成M，HAZ硬化
Ni>4%超低碳M钢淬火后
形成低碳M，回火加热发生 M→γ′的“逆转变”，为超
冷却速度较大时，HAZ会产生硬化现象，形成粗大的 马氏体。 这些粗大的组织都使马氏体不锈钢HAZ塑韧性降低并导 致脆化。 马氏体不锈钢还具有一定的回火脆性，因此焊接马氏体 不锈钢时，要严格控制冷却速度。
3) 焊后热处理
① 固溶处理 加热到1050~1150℃，使Cr23C6重新 溶入奥氏体中，通过水淬快冷，使之来不及析出，从 而达到一次稳定状态；
② 稳定化处理 加热到850℃，保温2h，然后空冷， 使Cr23C6充分析出，奥氏体中Cr扩散均匀，达到二次 稳定状态，消除晶间腐蚀；
《不锈钢焊接》课件
焊接中的质量控制
监控焊接过程中的电流、速 度和气体等参数，确保焊接 质量。
焊缝表面处理
对焊缝进行打磨、抛光等表 面处理，提高焊接质量。
非破坏性检测
使用无损检测方法，如X射线检测、超声波检测 等，对焊缝进行质量评估。
破坏性检测
通过对焊缝进行剖析、拉伸试验等破坏性检测， 评估焊接质量。
焊接安全与环保
焊接安全措施
佩戴个人防护装备、确保工作 区域通风，遵守焊接安全规范。
焊接环保措施
合理选择环保焊接材料、控制 焊接过程中的废气、废水排放。
焊接后的处理
对焊接过程中产生的废料和废 气进行妥善处理和处置。
总结
1 焊接需要注意的事项
不锈钢焊接材料
不锈钢的分类
不锈钢根据其化学成分和结构特点，可以分为多种 不同类型，如奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢等。
不锈钢焊条
用于不锈钢焊接的棒状材料，提供金属熔化和填充 焊缝的功能。
不锈钢焊丝
用于不锈钢焊接的细丝状材料，通过自动供给实现 焊接过程中的填充材料。
不锈钢保护气体
提供焊接过程中的惰性气体保护，防止焊接区域氧 化和污染。
合理选择焊接工艺和参数，进行焊前准备和焊后处理，确保焊接质量。
2 不锈钢焊接的技术难点
不锈钢焊接在操作过程中容易受到氧化、污染等因素的影响，需要注意解决技术难题。
3 不锈钢焊接的未来发展
随着科技的进步和应用需求的增加，不锈钢焊接将在领域中继续发展和创新。
《不锈钢焊接》PPT课件
欢迎来到《不锈钢焊接》PPT课件，本课程将详细介绍不锈钢焊接的概述、工 艺、材料、质量控制、安全与环保等内容。让我们一起探索这个引人入胜的 主题！
铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的焊接
铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的焊接引言：不锈钢作为一种常见的材料，在工业生产和日常生活中得到了广泛应用。
其中，铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢是两种常见的不锈钢材料。
在实际应用中，这两种材料常常需要进行焊接，以满足各种需求。
本文将对铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的焊接进行详细介绍。
一、铁素体不锈钢的焊接铁素体不锈钢是一种含有铁素体结构的不锈钢，其主要成分是铁、铬和少量的碳、镍等元素。
由于其具有优异的耐腐蚀性和机械性能，被广泛应用于化工、航空航天、能源和食品加工等领域。
在铁素体不锈钢的焊接过程中，需要注意以下几点：1.选择合适的焊接方法：常见的铁素体不锈钢焊接方法包括手工电弧焊、氩弧焊和氩弧钨极焊。
根据具体应用场景和要求，选择合适的焊接方法。
2.选择合适的焊接材料：铁素体不锈钢的焊接材料通常选择铁素体不锈钢焊丝，以保证焊接接头的性能和耐腐蚀性。
3.控制焊接参数：焊接参数的选择对焊接接头的质量和性能至关重要。
包括焊接电流、焊接电压、焊接速度等。
4.预热和后热处理：对于厚度大于4mm的铁素体不锈钢，需要进行预热和后热处理，以减少焊接应力和提高焊接接头的性能。
二、奥氏体不锈钢的焊接奥氏体不锈钢是一种含有奥氏体结构的不锈钢，其主要成分是铬、镍和少量的碳、钼等元素。
奥氏体不锈钢具有较高的强度和耐腐蚀性，广泛应用于化工、海洋工程、医疗器械等领域。
在奥氏体不锈钢的焊接过程中，需要注意以下几点：1.选择合适的焊接方法：奥氏体不锈钢的焊接方法包括手工电弧焊、氩弧焊、氩弧钨极焊和激光焊等。
根据具体应用场景和要求，选择合适的焊接方法。
2.选择合适的焊接材料：奥氏体不锈钢的焊接材料选择奥氏体不锈钢焊丝，以保证焊接接头的性能和耐腐蚀性。
3.控制焊接参数：焊接参数的选择对焊接接头的质量和性能至关重要。
包括焊接电流、焊接电压、焊接速度等。
4.防止热裂纹的产生：奥氏体不锈钢焊接时容易产生热裂纹，因此需要采取措施，如降低焊接热输入、采用适当的焊接顺序等。
铁素体不锈钢410的TIG焊接
相对位置。
射线检测》的要求进行了ＲＴ（射线检
３．１．２ 喷嘴及背面保护气流的匹配
填充焊丝 １０°￣１５°
喷嘴 ７０°￣８０°
测）１００％检测，检测设备为Ｘ光射线 仪ＸＸＱ２５１５（管电压２５０ｋＶ，管电流 １５ｍＡ）。
工件 图２ 焊丝与焊接熔池的相对位置
评片结果为Ⅰ级（对接接头内不 （下转第Ｊ－２０页）
焊速不能太快。 ３．３ 工艺评定试板的焊接
通过大量的工艺试验，确定了表 ４所示的焊接工艺规范参数，并进行了 工艺评定试板的焊接。工艺评定试板 焊接区颜色亮白，证明（氩气）保护 效果良好。
４ 焊接接头质量检验
焊缝质量的重要因素。在焊枪结构固
按照相关标准，进行了以下项目
定以后，涉及保护效果的主要有喷嘴 的焊接接头评定试验。
［关键词］ 铁素体不锈钢；ＴＩＧ焊；工艺评定
１ 铁素体不锈钢的焊接特点
１．１ 要求低温预热 高铬铁素体不锈钢在室温时韧性
较低，焊接时焊接接头易形成高温脆 化，在一定条件下可能产生裂纹。通 过预热，使焊接接头处于富有韧性的 状态下施焊，能有效地防止裂纹的产 生；但是焊接时的热循环又会使焊接 接头近缝区的晶粒急剧长大粗化，而 引起脆化。为此，预热温度的选择要 慎重，一般控制在１００￣２００℃，随着 母材金属中含铬量的提高，预热温度 可相应提高。但预热温度过高，也会 使焊接接头过热而脆化。 １．２ ４７５℃脆性的防止
Ｊ－ １６ 现代焊接 ２００９年第９期 总第８１期
Ｍｏｄｅｒｎ Ｗｅｌｄｉｎｇ 现代焊接
１．５．２ 采用窄焊缝技术和快的焊接速 度进行多层多道焊。焊接时，焊接材 料不允许进行摆动施焊。 １．５．３ 多层焊时，要严格控制层间温 度在１５０℃左右，不宜连续施焊。 １．５．４ 采用强制冷却焊缝的方法，以 减少焊接接头的高温脆化和４７５℃脆性， 同时还可以减少焊接接头的热影响区 过热。其方法是通氩冷却或通水冷却、 加铜垫板等。
奥氏体-铁素体双相不锈钢的焊接
奥氏体—铁素体双相不锈钢的焊接双相不锈钢是在固溶体中铁素体相和奥氏体相各约占一半，一般较少相的含量至少也需要达到30％的不锈钢.这类钢综合了奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的优点,具有良好的韧性、强度及优良的耐抓化物应力腐蚀性能。
奥氏体一铁素体双相不锈钢的类型1.低台金型双相不锈钢00Cr23Ni4N钢是瑞典级先开发的一种低合金型的双相不锈钢，不含钼、铬和镍的含量也较低.由于钢中Cr含量23％，有很好的耐孔蚀、缝隙腐蚀和均匀腐蚀的性能,可代替308L和316L等常用奥氏体不锈钢.2.中合金型双相不锈钢典型的中合命型不锈钢有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti。
这两种钢是为了节镍,分别代替0Cr18Ni9Ti和1Cr18Ni9Ti而设计的，但比后者具有更好的力学性能，尤其是强度更高。
00Cr18Ni5Mo3Si2、00Cr18Ni5Mo3Si2Nb双相不锈钢是目前合金元素含量最低、焊接性良好的耐应力腐蚀钢种,它在抓化物介质中的耐孔蚀性能同317L相当，耐中性氯化物应力腐蚀性能显著优于普通18—8型奥氏休不锈钢，具有较好的强度-韧性综合性能、冷加工工艺性能及焊接性能，适用作结构材料。
OOCr22Ni5Mo3N 属于第二代双相不锈钢,钢中加人适量的氮不仅改善了钢的耐孔蚀和耐SCC性能，而且由于奥氏体数量的提高有利于两相组织的稳定，在高温加热或焊接HAZ能确保一定数里的奥氏体存在，从而提高了焊接HAZ的耐蚀和力学性能。
这种钢焊接性良好,是目前应用最普遍的双相不锈钢材料。
3。
高合金双相不锈钢这类双相不锈钢铬的质量分数高达25%,在双相不锈钢系列中出现最早。
20世纪70年代以后发展了两相比例更加适宜的超低碳含氮双相不锈钢，除钳以外，有的牌号还加人了铜、钨等进一步提高耐腐蚀性的元素。
4.超级双相不锈钢这种类型的双相不锈钢是指PREN。
大于40，铬的质量分数为25％和钼含量高、氮含量高的钢.双相不锈钢的耐蚀性1.耐应力腐浊性能与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢具有强度高,对晶间腐蚀不敏感和较好的耐点腐蚀和耐缝隙腐蚀的能力，其中优良的耐应力腐蚀是开发这种钢的主要目的。
金属材料学不锈钢课件.ppt
火
具，所以采用淬火低温回火。T淬在1000
低
~1050℃，为减少变形，可用硝盐分级冷
回
却。组织为马氏体+碳化物+少量AR
金属材料学不锈钢课件
5.5 奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢是应用最广泛的耐酸钢，约占不锈 钢总产量的2/3。奥氏体不锈钢优点如下：
① 具有很高的耐腐蚀性； ② 塑性好，容易加工变形成各种形状钢材； ③ 加热时没有同素异构转变，焊接性好； ④ 韧度和低温韧度好，一般情况下没有冷脆 倾向，有一定的热强性； ⑤ 不具有磁性； ⑥ 价格较贵，切削加工较困难，导热性差。
金属材料学不锈钢课件
图 不锈钢组织状态图（焊后冷却）
金属材料学不锈钢课件
⑴ M不锈钢： 1Crl3~4Crl3等Crl3型， Crl7Ni2、9Cr18等
不
⑵ F不锈钢：如0Cr17Ti ，1Cr25Ti，
锈
00Cr27Mo等
钢 分 类
⑶ A不锈钢：具有单相A组织，如 0Cr18Ni9、1Crl8Mn8Ni5N等
金属材料学不锈钢课件
5.5.1 奥氏体不锈钢的成分特点
奥氏体不锈钢的主要成分是Cr和Ni，18Cr和 8Ni
的配合是世界各国奥氏体不锈钢的典型成分。
Cr+Ni= 18+8=26
耐蚀电位接近n/8定 律中n=2的电位值
耐蚀性达到 较高的水平. Cr、Ni再↑, 更为优良
具有良好钝化性能 单相奥氏体组织
处
至700~800℃保温2~6小时后空冷，使
理 马氏体转变为回火索氏体。
另外也可以采用完全退火。
金属材料学不锈钢课件
调
1Cr13、2Cr13常用于结构件→调质。
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4.3.2铁素体不锈钢的焊接工艺特点
1、焊接方法
◆普通纯度铁素体钢的焊接方法通常可采用焊条电弧焊、药芯
焊丝电弧焊、熔化极气体保护焊、钨极氩弧焊和埋弧焊。无论 采用何种焊接方法都应以焊接热输入为目的，以抑制焊接区的 铁素体晶粒过分长大。工艺上可采用多层多道快速焊，强制冷 却焊缝的方法。
◆超高纯度铁素体刚的焊接方法有氩弧、等离子弧焊和真空电
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(2)普通纯铁素体不锈钢焊接接头的晶间腐蚀符合贫铬理论。 由
于碳、氮在铁素体中的扩散速度比在奥氏体快的多，在焊后冷
却过程中，晶界上沉淀出碳化物和氮化物。但铬的扩散速度比
碳和氮的慢，导致在晶界上出现贫铬区。在腐蚀介质的作用
下出现晶间腐蚀。
◆由于铬在铁素体中的扩散比在奥氏体中快，所以克服焊缝高
温区的贫铬带的措施为：①在650—800 ℃短时间保温，使过
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二、焊接性分析 由于铁素体的线膨胀系数比奥氏体小，其焊接热裂纹和冷裂纹 的问题并不突出。 1、焊接接头的晶间腐蚀 (1)ωC=0.05%—0.1%的普通铁素体铬钢发生腐蚀的条件和奥 氏体铬-镍钢稍有不同。从900℃以上快速冷却，铁素体不锈钢 对腐蚀很明感，但经过650—800 ℃的回火后，又可恢复其耐 蚀性。所以焊接接头产生晶间腐蚀的位置是紧挨焊缝的高温 区。
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2019/9/20
（2）σ相脆化 σ相的形成与焊缝金属中的化学成分、组织、加热温
度、保温时间以及预先冷变形等因素有关。增大产 生σ相倾向的元素主要有铝、硅、钛、和铌（Nb） 等。 （3）475℃脆化 铬含量在15%以上的普通纯度铁素体不锈钢在400— 500℃长期加热后即可出现475℃脆性。475℃脆化可 通过焊后热处理消除。
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2、焊接接头的脆化 （1）高温脆性 铁素体不锈钢焊接接头加热至950—1000℃以上后急冷至室 温，焊接热影响区的塑性和韧性显著降低，称为“高温脆 性”。碳、氮的含量越高，焊接热影响区脆化程度就越严重。 焊接接头冷却速度越快，其韧性下降值越多；如果空冷，则对 塑性影响不大。这是由于快速冷却过程中，基体位错上析出细 小分散的碳、氮化物，阻碍位错运动，此时强度提高而塑性明 显下降。因此降低C、N含量，对提高焊缝质量是有利的。另 外，出现高温脆性的焊接接头，若重新加热至750—850℃，可 以恢复其塑性。
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2019/9/20
饱和的碳和氮完全析出，而铬又来得及补充贫铬区；②在
600℃较长时间保温或焊接接头自900℃以上缓慢冷却，使碳、
氮化物充分析出，达到或接近刚才退火状态下固溶的碳和氮含
量的平衡时，仍能保持其耐蚀性。
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(3)超高纯度高铬铁素体不锈钢主要化学成分有Cr、Mo和C、 N。其中C+N总含量不等，都存在一个晶间腐蚀的敏化临界温度 区间，即超过或低于此区域不会产生晶间腐蚀。同时还有一个 临界敏化时间区，即在这个区时间之前的一段时间，即使在敏 化温度也不会产生晶间腐蚀。因此超高纯度铁素体不锈钢必须 满足既在敏化临界温度区，又在临界敏化时间内才有可能产生 晶间腐蚀。 无论普通纯度铁素体型不锈钢还是超高纯度铁素体型不锈钢焊 接接头的晶间腐蚀倾向都与其合金元素的含量有关。随着钢中 碳和氮的总含量降低，晶间腐蚀倾向减小。
子束焊。
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2、焊接材料的选择
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3、低温预热及焊后热处理
◆预热可以焊接接头在富有韧性的条件下焊接，能有效地防止 裂纹的产生。但是，焊接热循环又会使焊接接头近缝区的晶 粒急剧长大，从而引起脆化。因此预热温度要选择适当，一 般控制在100—200℃。
◆高Cr铁素体钢在焊后750—850 ℃进行退火处理，能够避免 贫铬现象的出现，以恢复其耐蚀性；同时也可以改善焊接接 头的塑性。退火后应快冷，以防止475 ℃脆性产生。
4.1铁素体不锈钢焊接性分析
一、铁素体不锈钢的类型
（1）普通铁素体钢 按其含铬量分为： 低Cr钢（ω铬=12%—14%）如00Cr12、0Cr13、 0Cr13Al等； 中Cr钢（ω铬=16%—18%）如0Cr17Ti、1Cr17Mo 等； 低Cr钢和中Cr钢中只有碳含量低时才是铁素体组织 高Cr钢（ω铬=25%—30%）如1Cr25Ti、1Cr28等。 （2）高纯度铁素体钢 钢中C+N含量限制很严 ωC+N≤0.035%—0.045%，如00Cr18Mo2等 ωC+N≤0.03%，如00Cr18MoTi等； ωC+N≤0.01%—0.015%，如000Cr18MoTi、000Cr26Mo1、000Cr30Mo等。