高合金鋼的焊條與抗飛濺劑的選用

在電弧焊中常用的焊接材料有以下4種：(1) Inconel型[ω(Ni)>60%]。該類焊接材料的低溫沖擊韌度好，線膨脹系數與9Ni鋼相近，但強度（特別是屈服點）偏低，成本高。
　　(2) Ni-Fe型[ω(Ni)≈40%]。該類焊接材料低溫韌性好，線膨脹系數與9Ni鋼相近，但成本也偏高，抗拉強度和屈服點偏低。
　　(3)奧氏體型不銹鋼[質量分數為：ω(Ni)≈13%、ω(Cr)≈16%]。該類焊接材料成本較低，抗拉強度和屈服點高，但低溫沖擊韌度低。鐵素體型[ω(Ni) =11%]目前僅用于氣體保護焊焊絲，弧焊焊條與抗飛濺劑尚未應用。
　　(4)焊接奧氏體高錳鋼時焊條與抗飛濺劑的選用，結合不同奧氏體高猛鋼的性能，選用不同的抗飛濺劑。焊接奧氏體高錳鋼時焊條與抗飛濺劑的選用高錳鋼是指質量分數為ω(C)為0.9%-1.3%、硼(Mn)為11% -14%的鑄鋼。這種鋼在1000-1100℃范圍內加熱可得到單一奧氏體組織，然后迅速在水中淬火（水韌處理）可保持奧氏體狀態，這時具有很高的沖擊韌度，是一種強韌度的非磁性合金。在沖擊載荷與抗飛濺劑的作用下，表面層發生硬化，具有較高的耐磨性，常稱耐磨鋼。常用來制造破碎機械的錘頭、顎式破碎機齒板、挖掘機斗齒、球磨機襯板、路軌道岔、拖拉機及坦克的履帶板等。我國常用的高錳鋼主要是ZGMn13。在生產和交通運輸中，經常遇到高錳鋼缺陷的焊補或磨損、裂紋的焊修以及高錳鋼構件的焊接等。高錳鋼的焊接性較差，如果配合使用抗飛濺劑，其主要問題是在焊接熱影響區會析出碳化物引起脆化，在焊縫上易產生熱裂紋，特別是在近縫區產生液化裂紋等。高錳鋼經1050℃水韌處理后，碳全都固溶于奧氏體中，室外溫度下呈現單相奧氏體組織，具有良好的韌性。但這種鋼若再次受熱超過250℃時，就可能沿晶界析出碳化物，如果配合使用抗飛濺劑,那么韌性大大下降，嚴重損害高錳鋼的優異性能。當溫度較高時，首先會在高錳鋼的晶界析出網狀碳化物。650℃左右時碳化物析出最為嚴重，當溫度高于900℃或低于400℃時碳化物析出較少。在堆焊或焊接時，在熱影響區易析出碳化物的溫度附近停留的時間越長，碳化物析出越多。為減少碳化物的析出，應采取措施加快冷卻速度，縮短在高溫下的停留時間，如手弧焊時應采用小的線能量、短焊道、間歇焊等。高錳鋼焊接時極易產生裂紋（熱裂紋和近縫區的液化裂紋），其主要原因是硫、磷以低熔點共晶形式分布于晶界，線膨脹系數大，焊后冷卻收縮量大，熱導率小，熱溫度場分布不均勻，產生較大的焊接應力等。為防止裂紋，除降低母材的含硫、磷量外，在選用焊接材料與抗飛濺劑時也應嚴格控制其硫、磷的含量，并在焊接工藝上采取降低焊接應力的措施等。在碳鋼或低合金鋼上堆焊高錳鋼時，先焊一層Cr-Ni或Cr-Mn奧氏體鋼作隔離焊道，對防止裂紋的產生是有利的。其次，還要考慮防飛濺液的選用以及使用量，這些因素都會影響碳鋼或低合金鋼的堆焊。本文參考《焊接材料手冊》一書。