1 　904L 鋼焊接性分析

1. 1 　904L 鋼的化學(xué)成分及力學(xué)性能

904L 鋼符合ASME SA—240中的N08904。
根據(jù)成分可以計(jì)算出Creq=24.82%，Nieq=25.28%，查舍費(fèi)勒?qǐng)D可知，904L是全奧氏體高鎳低碳不銹鋼。

1. 2 　焊接中易出現(xiàn)問(wèn)題及預(yù)防措施

常見(jiàn)的熱裂紋形式有弧坑裂紋、熱影響區(qū)裂紋、焊縫橫向和縱向裂紋。904L鋼是單相奧氏體組織，其焊接接頭易出現(xiàn)熱裂紋，主要為弧坑裂紋，其原因主要有：①焊縫金屬凝固期間由于熱脹冷縮存在較大的拉應(yīng)力，被拉開(kāi)的縫隙沒(méi)有足夠的液態(tài)金屬來(lái)填充，因此產(chǎn)生弧坑裂紋；②焊縫為單相奧氏體柱狀晶組織，易于雜質(zhì)的偏析及晶間液態(tài)薄膜的形成；③904L鋼含鎳量比較高，鎳易于S和P形成低熔共晶物，其中Si和Nb也能形成有害的易熔晶間層。

為防止弧坑裂紋應(yīng)采取如下措施：①采購(gòu)時(shí)嚴(yán)格控制母材和焊材中S、P等有害元素的含量；②采用適當(dāng)?shù)暮附悠驴诤?a href="http://m.zzghedu.com/" class="tag-link">焊接方法，即采用小的熔合比；③選用低氫型焊條；④焊接參數(shù)選用小的熱輸入（即小參數(shù)快速焊）；⑤層間溫度不宜過(guò)高(≤100℃)，以避免焊縫過(guò)熱產(chǎn)生高溫液化裂紋，并且施焊過(guò)程中焊條不允許擺動(dòng)；⑥選擇合理的焊接結(jié)構(gòu)、焊接接頭形式和焊接順序，盡量減少焊接應(yīng)力；⑦在焊接收弧處應(yīng)進(jìn)行打磨后施焊，以避免弧坑裂紋。

2 　焊接工藝性試驗(yàn)

2. 1 　焊材的選擇

由以上分析，904L鋼為全奧氏體單相組織，對(duì)焊接熱裂紋極其敏感，為此應(yīng)選用低S、P的焊接材料。對(duì)904L鋼的焊接，選用與之相匹配的國(guó)產(chǎn)高溫合金Ni182（符合GB/T.15620-1995標(biāo)準(zhǔn)）和鎳合金焊條ENiCrFe-3（Ni307B）（符合AWSA5.11-90標(biāo)準(zhǔn)）。采用鎳基焊材,不但抗裂性好,而且獲得較好的焊接工藝性。

2. 2 　坡口制備

坡口加工最好采用機(jī)械加工，若用等離子切割加工則加工面必須用機(jī)械方法打磨；因焊接熔池粘滯性強(qiáng)，流動(dòng)性差，因此裝配時(shí)要求坡口角度比通常稍大（選70°）；又因其線膨脹系數(shù)大，所以對(duì)接間隙稍寬（3～4mm）；為保證背面焊透要求打磨清根而不用碳弧氣刨（防止?jié)B碳)。

2. 3 　焊接方法及工藝參數(shù)的選擇

由于904L鋼導(dǎo)熱率小，熱膨脹系數(shù)大，因此采用小熱輸入、短弧焊、快速焊，這樣即可減小熱裂紋傾向又可防止變形。其焊接順序?yàn)椋菏止寤『复虻住止?a href="http://m.zzghedu.com/" class="tag-link">電弧焊填充→手工電弧焊蓋面→背面機(jī)械打磨清根→背面手工電弧焊蓋面，其焊接方法及工藝參數(shù)見(jiàn)表4 。

2. 4 　焊接接頭檢驗(yàn)

（1） 對(duì)焊縫進(jìn)行了外觀檢查，焊縫余高在0～2 mm之內(nèi)，滿足要求

（2） 對(duì)焊縫表面進(jìn)行100 %PT 檢驗(yàn)，結(jié)果表明無(wú)裂紋、氣孔和弧坑等缺陷

（3） 對(duì)焊接接頭進(jìn)行100 %RT 檢驗(yàn)，均達(dá)到Ⅰ級(jí)

（4） 對(duì)焊接接頭進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)裂紋、未熔合等缺陷，其力學(xué)性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果見(jiàn)表5。此外，對(duì)焊縫及熱影響區(qū)進(jìn)行了金相觀察，均符合要求。

3 　質(zhì)量控制

在實(shí)際產(chǎn)品焊接時(shí)，為獲得優(yōu)良的焊縫質(zhì)量，要嚴(yán)格按焊接工藝評(píng)定執(zhí)行。同時(shí)還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1） 焊接時(shí)盡量使用引弧板和收弧板或處理好弧坑

（2） 用砂輪進(jìn)行打磨清根

（3） 焊接時(shí)要嚴(yán)格控制層間溫度

（4） 減少在敏化區(qū)停留的時(shí)間

4 　結(jié)　　論

實(shí)踐證明，對(duì)于904L奧氏體不銹鋼，選用NiCrFe-3（Ni307B）焊條焊接是可行的，所選擇的焊接工藝參數(shù)能夠使焊縫力學(xué)性能滿足技術(shù)要求，實(shí)際產(chǎn)品焊接過(guò)程中所采取的措施保證了制造過(guò)程的質(zhì)量，使醋酸去除塔再沸器順利完成生產(chǎn)的同時(shí)也為904L奧氏體不銹鋼焊接積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。