堆焊修复焊丝焊接接头的脆化和软化
(1)应变时效脆化
焊接接头在焊接前需经受各种冷加工(下料剪切、筒体卷圆等),堆焊修复焊丝会产生塑性变形,如果该区再经200 ~ 450℃的热作用就会引起应变时效。应变时效脆化会使耐磨堆焊焊丝塑性降低,脆性转变温度提高,从而导致设备脆断。
PWHT可消除焊接结构这类应变时效,使韧性恢复。GB150-1998《耐磨药芯焊丝》作出规定,堆焊修复焊丝的厚度δs符合以下条件:16MnR的厚度不小于圆筒内径Di的3%;其他堆焊药芯焊丝的厚度不不小于圆筒内径Di的2.5%。且为冷成形或中温成形的受压元件,应于成形后进行热处理。
(2)焊缝和热影响区脆化
焊接是不均匀的加热和冷却过程,从而形成不均匀组织。焊缝(WM)和热影响区(HAZ)的脆性转变温度比母材高,是接头中的薄弱环节。焊接线能量对堆焊修复焊丝WM和HAZ性能有重要影响,堆焊修复焊丝易淬硬,线能量过小,HAZ会出现马氏体引起裂纹;线能量过大,WM和HAZ的晶粒粗大会造成接头脆化。耐磨堆焊焊丝与热轧、正火钢相比,对线能量过大而引起的HAZ脆化倾向更严重。所以焊接时,应将线能量限制在一定范围。
(3)焊接接头的热影响区软化
由于焊接热作用,堆焊药芯焊丝的热影响区(HAZ)外侧加热到回火温度以上特别是Ac1附近的区域,会产生强度下降的软化带。HAZ区的组织软化随着焊接线能量的增加和预热温度的提高而加重,但一般其软化区的抗拉强度仍高于母材标准值的下限要求,所以这类堆焊修复焊丝的热影响区软化问题只要工艺得当,不致影响其接头的使用性能。