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不銹鋼藥芯焊絲因其具有工藝性能優良、力學性能穩定、生產效率高和綜合成本低等特點,廣泛應用于石化、壓力容器、造船、鋼結構和工程機械等行業,國內外對于不銹鋼藥芯焊絲的市場需求量快速增長。
但在生產實踐中發現,普通不銹鋼藥芯焊絲焊接的奧氏體不銹鋼焊接接頭,在較高溫度(一般在700℃以上)工作一段時間后,易出現裂紋。經研究發現,該裂紋主要是焊縫中Bi含量過高造成。針對用戶痛點,京群公司進行了無Bi型不銹鋼藥芯焊絲的開發。
Bi是一種表面活性元素,長時間暴露在超過400℃溫度下,經受拉載荷能引起晶界分離和提前失效。而Bi的主要來源,是為了改善脫渣性而在藥粉中添加的Bi2O3。
據研究,Bi影響裂紋敏感性的主要原因在于:
1、Bi元素在柱狀晶晶界處凝固析出,會導致晶界脆化;
2、Bi是以氧化物的形式加入,該氧化物Bi2O3會誘發穿晶凝固,導致晶界處的塑性變形集中;
3、Bi促進了導致晶界脆化的物質析出。
含有鉍添加劑的不銹鋼藥芯焊絲,不能用于高溫工況或焊后熱處理溫度超過500℃環境。對于石化行業的催化、裂化裝置、核電蒸汽發生器接管不銹鋼堆焊等需要高溫和熱處理場合,需要使用無Bi型焊材, 可有效防止奧氏體不銹鋼焊縫在高溫和熱處理過程中出現裂紋。
常見的焊材標準中,對于高溫用不銹鋼藥芯焊絲Bi含量要求如下:
注:已通過日本JIS認證