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單晶爐爐室殼體焊接工藝的探討

[2014/7/24]

    單晶爐爐室殼體均用不銹鋼制成,因此焊接一般都是采用鎢極氬弧焊或熔化極氬弧焊工藝。采用氬弧焊具有氬氣的保護作用,焊縫的強度高,耐腐蝕性好,氬弧的溫度高,熱量集中,并由于氬氣流的冷卻作用,焊縫的熱影響小。焊件的變形小,焊接時無焊渣,不需清渣,并無渣等缺陷。雖然奧氏體不銹鋼具有良好的可焊性,但如果焊接材料選用不當或焊接工藝不正確,也會產生很多問題,如:晶間腐蝕、熱裂縫和氣孔。

單晶爐設計

    晶間腐蝕主要產生于奧氏體不銹鋼,含碳量較高的奧氏體不銹鋼,焊縫區從480-820℃的停留時間超過1min,即可能析出碳化鉻,使晶間附近的不銹鋼在受力時即會沿晶界斷裂,幾乎完全喪失強度。防止焊接后產生晶間腐蝕的措施主要有:

    選用含碳量小于0.03%的不銹鋼和焊絲;焊接前不預熱,焊接時采用小電流、短弧、快速焊及窄焊道,不要在焊件上隨便引弧損傷焊件表面,焊接后迅速冷卻,每焊完一層需徹底清洗焊縫,檢查焊縫無缺陷厚,并等前層焊縫冷卻到60度以下時候再焊下一層,焊縫接觸介質的一面應最后施焊:條件允許的地方盡量采用熔化極氬弧焊,熔化極氬弧焊影響區更小,焊件的變形更小,耐腐蝕性更好。

    熱裂縫主要是在1250度以上產生的高溫裂縫,奧氏體不銹鋼比奧氏體-鐵元素體不銹鋼更易產生,奧氏體不銹鋼在狀態圖中液相線和固相線間距大,既凝固過程有較大的溫度范圍,使低熔點雜志偏析嚴重而集中于晶間處,此外,奧氏體不銹鋼的膨脹系數大,冷卻收縮時候應力大,也容易產生熱裂縫。

    通過選擇適當的不銹鋼材料和焊絲,恰當的焊接工藝和焊后處理,可以大大提高單晶爐爐室殼體的抗腐蝕性能,改善密閉性,從而對提高整臺單晶爐設備的可靠性起到至關重要的作用。

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