先舉例說明:  WRC-1992 預估說明. 

 

當母材

1碳鋼(黑鐵) A106 Gr.B(A)與母材2不銹鋼(白鐵)SUS304L(B) , 
使用AWS A5.4 E308L(C) ,E309L(D) 焊接, 
焊接稀釋分別為20%(C1;D1), 30%(C2;D2), 40%(C3;D3) , 
其不同情形下焊接焊道熔金落點分析請參考.

 

 

 WRC-1992 可以區別不同的焊接情形時落點會在沃斯田鐵區A, 或沃田斯鐵/肥粒鐵區AF, 肥粒鐵區F , 或容易產生裂的麻田散鐵區M. 
圖中C1,C2,C3. 使用E308L焊條焊接碳鋼不銹鋼時,電流大稀釋率高時,就容易發生裂,C3己掉在麻田散鐵區.相對發生裂機率相當高.三種狀況若作PQR試片彎曲試樣必裂. 
相對情形使用E309L焊條時, D1,D2,D3 都還在肥粒鐵與沃田斯鐵AF相對發生熱裂,及冷裂機率低除非焊接稀釋率超過70%才有可能產生裂.

薛佛勒組織圖 (Schaefflers  Diagram)
表示不銹鋼焊道金屬之化學組成(不計氮元素)與相組織的定量關係圖。是薛佛勒(schaeffler)根據不銹鋼手工電弧焊的焊道組織實測統計繪成的組織圖(1949)。利用此圖,可預估焊接焊道熔金狀態的有效方法。組織圖中,縱坐標用Ni eq(鎳當量)表示,鎳當量是反映不銹鋼焊道金屬組織沃斯田鐵化程度的指標。其量值是根據焊道金屬組織中包含的沃斯田鐵元素(如鎳,碳,錳等),按其沃斯田鐵化作用的強烈程度折算成相當於若干個鎳之總和;橫坐標用Cr eq(鉻當量)來表示,鉻當量是反映焊道金屬組織的肥粒鐵程度的指標,其量值是根據參與焊道組織中的肥粒鐵元素(如鉻,鉬,矽,鈮等),按其肥粒鐵作用的強烈程度,折算成相當於若干個鉻之總和。圖中標有:A(沃斯田鐵)F(肥粒鐵)M(麻田散鐵)等組織的區域範圍。根據被焊母材和添加焊接材料的化學成分,用熔焊稀釋率換算出焊道金屬的化學組成,並分別折算成鎳當量和鉻當量,即可在組織圖中查出焊道金屬組織的相組織和肥粒鐵的含量。反之,也可以按照對焊道金屬組織的相組成要求.確定對應的鎳當量和鉻當量值。然後,據此組織圖進行焊道金屬化學組成的調整。薛佛勒組織圖考慮了化學成分對組織的影響,但未考慮到實際結晶條件及合金元素存在形態的影響。實際上,合金元素只有在固溶狀態下才對γ沃斯田鐵與δ肥粒鐵的比例發生影響。如合金元素以化合物形式沉澱時,並不能影響γ與δ的比例。而不同的焊接方法,焊接工藝及接頭形式,都會對熔焊稀釋率和熔池的凝固結晶條件產生影響。 

不銹鋼的焊道組織圖 
不銹鋼焊道中的肥粒鐵起著極其重要的作用,特別是沃斯田鐵不銹鋼和肥粒鐵-沃斯田鐵雙相不銹鋼的焊道組織。沃斯田鐵不銹鋼焊道中,常常需要形成一定量的肥粒鐵(通常是4%~12)以防止焊道產生凝固裂紋(熱裂)。雙相鋼中的肥粒鐵對提高耐蝕性特別是耐應力腐蝕破裂和耐孔蝕是至關重要的。而在雙相不銹鋼焊道中又必須限制過多的肥粒鐵(>70).以保持焊道金屬具有足夠需要的塑韌性和耐蝕性。因此在這兩種情況下,都要嚴格控制肥粒鐵量。而某些在低溫環境及特殊腐蝕介質中使用的沃斯田鐵鋼焊道中的肥粒鐵要求儘量降低。

現在已經把焊接時快速冷卻形成的不銹鋼的焊道組織與合金元素的鉻當量(Cr eq)和鎳當量(Ni eq)值的關係圖:Schaeffler圖、Delong圖和WRC圖,用做不同情況下預言焊道組織、設計焊材成分和根據焊道化學成分分析結果評定焊道品質的重要依據。

各組織圖的鉻、鎳當量計算公式列於表1中。

 

Schaeffler

W(Cr)當量 =W(Cr)+W(Mo)+1.5W(Si)+0.5W(Nb) 

W(Ni)當量=W(Ni)+30W(C)+0.5W(Mn)

Delong

W(Cr)當量 =W(Cr)+W(Mo)+1.5W(Si)+0.5W(Nb) 

W(Ni)當量=W(Ni)+30W(C)+30W(N)+0.5W(Mn)

WRC

W(Cr)當量=W(Cr)+W(Mo)+0.7W(Nb) 

W(Ni)當量=W(Ni)+30W(C)+20W(N)

 

 Schaeffler(1)是最早的焊道組織圖,它適用於常規的不銹鋼焊後自然狀態的焊道,其精確度為±4%。

Delong圖(圖2)是在Schaeffler圖的基礎上改進的,此圖加入了沃斯田鐵形成元素N2的作用,更適合於氣體保護焊及含氮或控氮不銹鋼的焊道組織。Delong圖還進一步改進了估算肥粒鐵含量的精確度(2%),特別是對含有比正常氮含量高的熔敷金屬。Delong圖以肥粒鐵虛數(FN)表示焊道的肥粒鐵量,FN最大到18FN,不能滿足不斷發展的要求特別是高肥粒鐵的雙相鋼及其焊道組織的要求。

WRC(1992)(3)以肥粒鐵序數FN表示肥粒鐵含量,此圖是最新的估算肥粒鐵的組織圖.該圖已把FN擴大到100FN(相當80%的肥粒鐵)被認為適合於判斷300系列沃斯田鐵及雙柑不銹鋼焊道組織中的肥粒鐵含量。SehaefflerDelongWRC圖是歷年來根據焊道金屬的沃斯田鐵形成元素CNMnNi,以及肥粒鐵形戚元素CrMoSiNb等對形成肥粒鐵的作用,計算鎳、鉻當量,繪製相應的組織圖,這些圖是在不同時期考慮了不同化學元素的影響繪製的,各有其特點,使用時應加以注意。


 

 



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