一、焊接性
珠光體耐熱鋼是以鉻、鉬為主要合金元素的低合金鋼,由于其基本組織是珠光體或珠光體+鐵素體,故稱為珠光體耐熱鋼。為提高高溫強度和高溫抗氧化性,珠光體耐熱鋼的主要合金元素為鉻和鉬,還可以加入鎢、鈮、釩等合金元素,以提高高溫強度。
鉻和鉬能提高金屬的高溫強度和高溫抗氧化性,但它們使金屬的焊接性變差。在熱影響區具有淬硬傾向,焊后在空氣中冷卻時容易產生硬而脆的馬氏體組織,不僅影響焊接接頭的力學性能,而且產生很大的內應力,使熱影響區有冷裂傾向。含碳量和含鉻量越高,淬硬傾向越嚴重。此外,由于耐熱鋼中含有鉻、鉬、釩等合金元素,因此具有再熱裂紋的問題。
二、氣焊工藝
氣焊時,焊絲直徑和焊嘴號數及焊炬型號應根據焊件厚度選擇,具體見表3-1。氣焊火焰必須使用中性焰或輕微碳化焰,決不能使用氧化焰,氣焊焊絲的牌號應根據焊件材料來選擇。
表3-1 焊絲直徑及焊嘴號數的選擇
氣焊管子時,常采用V形坡口,焊前應將坡口表面及坡口內外壁10~15mm范圍內的油污和銹蝕等清除干凈。
焊前預熱溫度一般為250~300℃,如果氣溫低于-10℃,鋼材中含有釩的成分時,應將預熱溫度提高到400℃以上,然后再進行焊接。
焊接時,盡量采用右焊法,焊接火焰指向焊縫,能更好地保護焊縫金屬,并能使焊縫金屬緩慢冷卻。在焊接過程中,焊絲和焊嘴的操作要使坡口邊緣熔合良好,并且焊絲的末端不應離開熔池。否則,易使空氣中的氧和氮侵入焊縫,降低焊縫力學性能。在焊接過程中,要求每層焊縫一次完成。當焊縫收尾或焊接中途停止時,焊嘴應逐漸離開熔池,不使熔池冷卻過快。焊接中斷后恢復焊接時,必須把整個接頭先進行均勻預熱到250~300℃后再進行焊接。一般3~6mm壁厚的小直徑管采用兩層焊完。
焊接結束后,當冷卻到200℃時,即可進行焊后熱處理。如果不能及時進行熱處理,必須用石棉繩包扎,使焊縫緩慢冷卻,或采用其他方法使其緩慢冷卻。
低合金珠光體耐熱鋼焊后熱處理的方式為高溫回火。焊后熱處理的目的是為了減小焊接殘余應力,以免產生冷裂紋;同時改善組織,獲得必要的力學性能。焊后熱處理也常采用正火處理的方法,合金不同,熱處理溫度也不相同,具體見表3-2。加熱的方法,一般都使用專用的加熱設備,如電阻爐或中頻感應加熱器,也可采用火焰進行加熱。
表3-2 珠光體耐熱鋼焊后熱處理溫度