奧氏體不銹鋼在物理性能、化學成分等方面與結構鋼有較大差異,因而奧氏不銹鋼的焊接工藝有其特點。
一、焊接方(fang)法(fa)及規(gui)范選擇(ze)
奧氏體不銹鋼可用鎢極氬弧焊(TIG)、熔化極氬弧焊(MIG)、等離子弧焊(PAW)及埋弧焊(SAW)等方法進行焊接。
奧氏體不銹(xiu)鋼焊接,因為其熔點低、導熱系數小、電阻系數大,焊接時母材和焊接材料都容易被加熱、熔化,所以使用的焊接電流比較小,只是普通碳鋼的80%左右。同時應采用窄焊縫、窄焊道,減少高溫停留時間,防止碳化物析出影響耐腐蝕性,減少焊縫收縮應力,降低熱裂紋敏感性。
二、奧氏體不銹鋼焊接材料的選擇(ze)
奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼品種多,使用環境復雜多變,焊接(jie)材料的選擇(ze)是一項(xiang)謹慎而(er)又(you)重要的工作。奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼選擇(ze)焊接(jie)材料的主(zhu)要依據是:
(1). 根據母材(cai)的主要化學成分選擇焊材(cai)。
(2). 焊材的成(cheng)分,特(te)別是焊接材料中的鉻、鎳合金元素要高(gao)于母材,例如(ru)18-8焊接采用(yong)19-9焊接材料等。
(3). 在(zai)可能(neng)的條件(jian)下,應采用含有少量(4%~12%)鐵(tie)素(su)體的焊接材料,保證焊縫良好的抗裂(lie)性能(neng)。
(4). 焊縫中不允(yun)許或不可能(neng)存(cun)在鐵素(su)體相時(shi),焊材應選用含鉬、錳(meng)等合金元素(su)的焊接材料。
(5) .焊材的碳、硫、磷、硅、鈮應盡可能低,特別是碳、硫、磷等元素(su)。鈮在純奧氏體(ti)焊縫中(zhong)會引起凝(ning)固裂紋,但焊縫中(zhong)有(you)(you)少量鐵素(su)體(ti),可以有(you)(you)效地(di)避免。
(6). 焊后需要進行穩定化或消(xiao)除應力處理的焊接結構,通常選用含鈮的焊接材料。如:0Crl8Ni10Nb、0Cr18Ni12Mo2Nb等。
填充(chong)金屬如焊(han)條、焊(han)絲(si)(si)等,應根據被焊(han)材料的(de)(de)品種(zhong)、規(gui)格(ge)及配合的(de)(de)不同(tong)焊(han)接(jie)工藝來選(xuan)用(yong)。表2-3列(lie)出了在采用(yong)鎢極(ji)氬弧(hu)焊(han)、熔化(hua)極(ji)氬弧(hu)焊(han)、等離子弧(hu)焊(han)及埋弧(hu)焊(han)時,常用(yong)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體不銹鋼焊(han)絲(si)(si)型(xing)號。常用(yong)藥(yao)芯(xin)焊(han)絲(si)(si)型(xing)號及化(hua)學成(cheng)分見表2-4,而表2-5則是(shi)藥(yao)芯(xin)焊(han)絲(si)(si)所用(yong)的(de)(de)保(bao)(bao)(bao)護(hu)氣(qi)體及分級標準。藥(yao)芯(xin)焊(han)絲(si)(si)與實心(xin)焊(han)絲(si)(si)相(xiang)比(bi),最大的(de)(de)優點之一是(shi)能嚴格(ge)地滿足不同(tong)的(de)(de)鐵素(su)體含量要求;其二(er)是(shi)可(ke)以無外保(bao)(bao)(bao)護(hu)氣(qi)體,即自保(bao)(bao)(bao)護(hu)的(de)(de)藥(yao)芯(xin)焊(han)絲(si)(si)。



埋(mai)弧焊(han)(han)(han)常(chang)用于奧氏體不(bu)銹鋼的(de)(de)中厚板(ban)(ban)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接,有(you)時也可用于薄板(ban)(ban)焊(han)(han)(han)接。在埋(mai)弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接過程中,鉻、鎳(nie)元素(su)的(de)(de)燒損可通過焊(han)(han)(han)劑(ji)和(he)焊(han)(han)(han)絲中合(he)金元素(su)的(de)(de)過渡得到補充(chong)。由于埋(mai)弧焊(han)(han)(han)的(de)(de)熔深(shen)大,應注意防止焊(han)(han)(han)縫中心區熱(re)裂紋(wen)的(de)(de)產生和(he)執響區耐腐蝕性(xing)的(de)(de)降(jiang)低。
奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼熱裂敏感性大(da)(da),這就(jiu)要求焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu)成分(fen)大(da)(da)致與(yu)母(mu)材成分(fen)匹配,同時應(ying)(ying)控制焊(han)(han)縫(feng)中鐵(tie)(tie)素體(ti)的(de)(de)含量。對長期在高溫下工作(zuo)的(de)(de)焊(han)(han)件,焊(han)(han)縫(feng)中鐵(tie)(tie)素體(ti)含量應(ying)(ying)不大(da)(da)于5%。大(da)(da)多數(shu)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼可(ke)采用(yong)埋弧焊(han)(han)焊(han)(han)接,焊(han)(han)絲(si)應(ying)(ying)選用(yong)低硅、低硫、低磷(lin),成分(fen)與(yu)母(mu)材相近的(de)(de)焊(han)(han)絲(si)。
對鉻、鎳(nie)含量大于20%的奧氏體不銹鋼(gang),為(wei)提(ti)高其抗裂性(xing)能(neng),可選(xuan)(xuan)用高錳(6%~8%)焊(han)(han)絲,焊(han)(han)劑應選(xuan)(xuan)用堿(jian)性(xing)或中性(xing)焊(han)(han)劑,以(yi)防(fang)止向焊(han)(han)縫(feng)中增硅。奧氏體不銹鋼(gang)專用焊(han)(han)劑增硅極少,還可以(yi)向焊(han)(han)縫(feng)過渡合(he)金(jin),補償合(he)金(jin)元素的燒損(sun),可以(yi)滿足焊(han)(han)縫(feng)性(xing)能(neng)和化學成分的要求。奧氏體不銹鋼(gang)埋弧焊(han)(han)焊(han)(han)接時應注意選(xuan)(xuan)擇較細的焊(han)(han)絲和較小的焊(han)(han)接線能(neng)量。
三、焊接奧(ao)氏體不銹鋼(gang)時應特(te)別(bie)注意的(de)要點
(1). 打(da)磨所(suo)使用的砂輪片只(zhi)能專用于打(da)磨不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang);所(suo)用的鋼(gang)絲(si)刷(shua)及清除焊渣的工具一律皆由不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)制成;不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)件表面不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)允許(xu)暴(bao)露在(zai)火焰加工處,否則將(jiang)損(sun)壞不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的耐腐蝕性(xing)。
(2). 焊(han)接(jie)操作(zuo)時(shi),應用(yong)短弧。在(zai)用(yong)氣體保(bao)護焊(han)時(shi),惰性氣體保(bao)護必須良好(hao)。當用(yong)實芯(xin)焊(han)絲作(zuo)為熔化(hua)極焊(han)接(jie)不(bu)銹鋼時(shi),保(bao)護氣體不(bu)宜用(yong)含二氧(yang)化(hua)碳(tan)的混合氣;而藥芯(xin)焊(han)絲由于有渣(zha)保(bao)護,不(bu)會因二氧(yang)化(hua)碳(tan)氣而增加焊(han)縫(feng)的含碳(tan)量(liang)。
(3). 一般不(bu)預(yu)熱,只有特別厚的構件在(zai)焊(han)接前才預(yu)熱100℃~150℃。
(4). 在焊接中,層(ceng)間溫度應(ying)嚴格控(kong)制,要(yao)≤150℃。
(5). 應盡可能用較(jiao)小的線(xian)能量進行焊接。
(6). 反面成型的氣(qi)體保(bao)護焊(han),焊(han)根側必(bi)須用(yong)還(huan)原氣(qi)或純氬保(bao)護。
(7). 考慮到(dao)確保(bao)焊(han)縫中經計(ji)算后(hou)預先確定的(de)鐵素(su)體含(han)量,應(ying)當(dang)用鐵素(su)體測定儀復測焊(han)縫中的(de)實際鐵素(su)體含(han)量。一般母材的(de)熔化量應(ying)控制在整(zheng)個(ge)焊(han)縫斷面(mian)面(mian)積的(de)35%以下。
(8). 對于加入穩定劑以穩定碳的奧氏體不銹鋼,建議用超低碳不含穩定劑的填充材料,反之亦然,以防止晶(jing)間腐蝕(shi)。
(9). 由于奧氏體不銹(xiu)鋼的收縮變形大,故在夾緊裝置與定(ding)位焊上皆(jie)應加強。
(10). 不(bu)允許在(zai)工件坡口處有電弧(hu)擦傷母材(cai)的痕跡。
(11). 為確保焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)耐(nai)腐蝕(shi)性,其表面(mian)應呈光亮狀,殘渣、焊(han)縫的(de)顏(yan)色等皆應去除(chu),去除(chu)的(de)辦法(fa)(fa)是砂輪(lun)打磨、酸洗(xi)、噴丸、刷(shua)洗(xi)或(huo)拋光。表面(mian)粗糙度愈小(xiao),其耐(nai)蝕(shi)性就愈高。表面(mian)酸洗(xi)可用(yong)各種酸洗(xi)液或(huo)酸洗(xi)膏,根(gen)據(ju)其規定(ding)的(de)酸洗(xi)時間,再(zai)用(yong)清潔水加以沖(chong)洗(xi)干凈。去除(chu)焊(han)后的(de)顏(yan)色時,最好的(de)辦法(fa)(fa)是用(yong)石(shi)英(ying)砂進(jin)行磨刷(shua)。
(12). 修(xiu)復焊(han)接前,也應(ying)酸洗(xi)坡口表面(mian)。但(dan)由于(yu)舊構(gou)件表面(mian)粗糙,故(gu)最好酸洗(xi)之后現對表面(mian)進(jin)行鈍化處理,然后用清(qing)水沖(chong)洗(xi)干(gan)凈(jing)。
(13). 噴丸(wan)處理時只允(yun)許用(yong)石(shi)英砂或不銹鋼顆粒。經噴丸(wan)處理后的表面(mian)有(you)金(jin)屬(shu)光澤,但表面(mian)過于粗糙者(zhe),應再(zai)做鈍化處理。
(14). 在焊接中,為加(jia)快焊縫冷(leng)卻速度,推薦(jian)采用起淬冷(leng)作用的銅墊塊。

