珠光体钢与316L不锈钢管成分差异大,所以它们之间的焊接实际上是异种材料的焊接。异种材料焊接,除了金属本身物理、化学性能对焊接带来的影响外,两种材料在成分与性能上的差异,更大程度上会影响其焊接性,所以异种材料焊接时存在以下几个主要问题:

1.在熔合区会生成马氏体脆化层

即使采用奥氏体化能力强的高铬—镍型焊接材料,使焊缝可获得韧性很好的全部奥氏体组织,但在熔合区还是不可避免的生成马氏体组织。由于马氏体硬度高,在焊接时或使用中可能形成裂纹。

2.熔合区碳的扩散

除了熔合区会产生低塑性的马氏体组织外,在焊接时还会由于焊缝与母材成分差异较大而导致元素扩散的现象,尤其是碳的扩散。碳从珠光体母材通过熔合区向焊缝扩散,从而在靠近熔合区的珠光体母材上形成了一个软化的脱碳层,而在奥氏体焊缝中形成了硬度较高的增碳层。

3.接头复杂的应力状态

在珠光体钢与316L不锈钢管焊接时,接头在焊后除了产生由于局部加热而引起的热应力外,还有因两种材料线膨胀系数不同而造成的附加的残余应力,这种由于线膨胀系数不同所产生的残余应力,经过热处理是无法消除的。由于接头应力的增加,降低了高温持久强度和塑性,易导致沿熔合线断裂。