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(yi)、焊接方法及(ji)規范選擇
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(er)、奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼焊接材料的(de)選擇
奧氏體(ti)不銹鋼品種多,使用環境復雜多變,焊接材料(liao)的選擇是(shi)一項(xiang)謹慎而又重要的工(gong)作。奧氏體(ti)不銹鋼選擇焊接材料(liao)的主要依據是(shi):
(1). 根(gen)據母(mu)材的主要化學成分(fen)選擇焊材。
(2). 焊(han)材(cai)的成分,特別是焊(han)接材(cai)料(liao)(liao)中的鉻、鎳合金元素(su)要高于(yu)母(mu)材(cai),例如18-8焊(han)接采用19-9焊(han)接材(cai)料(liao)(liao)等。
(3). 在可能的條件下,應采用含有少(shao)量(4%~12%)鐵素體(ti)的焊接材料,保證(zheng)焊縫良好(hao)的抗裂性能。
(4). 焊縫中不允許或不可能存在(zai)鐵素體相時,焊材應選用含(han)鉬、錳等合金元素的焊接(jie)材料。
(5) .焊材的碳(tan)、硫、磷、硅、鈮應盡可(ke)(ke)能(neng)低,特別是碳(tan)、硫、磷等元素。鈮在純奧(ao)氏(shi)體焊縫(feng)中會引起凝固裂紋(wen),但焊縫(feng)中有少(shao)量鐵(tie)素體,可(ke)(ke)以(yi)有效地避(bi)免。
(6). 焊(han)(han)后需要進行穩(wen)定化或消(xiao)除應力處理(li)的焊(han)(han)接(jie)結構,通常選(xuan)用含鈮的焊(han)(han)接(jie)材料。如:0Crl8Ni10Nb、0Cr18Ni12Mo2Nb等。
填充金屬如焊(han)條(tiao)、焊(han)絲(si)等(deng),應(ying)根據被焊(han)材料(liao)的(de)(de)品種、規(gui)格(ge)及(ji)(ji)配合的(de)(de)不同焊(han)接工藝來選用(yong)。表(biao)(biao)2-3列出了(le)在采用(yong)鎢極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)、熔化極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)、等(deng)離子弧(hu)(hu)焊(han)及(ji)(ji)埋弧(hu)(hu)焊(han)時(shi),常用(yong)的(de)(de)奧(ao)氏體不銹鋼焊(han)絲(si)型(xing)(xing)號。常用(yong)藥芯(xin)(xin)焊(han)絲(si)型(xing)(xing)號及(ji)(ji)化學成分見表(biao)(biao)2-4,而表(biao)(biao)2-5則是藥芯(xin)(xin)焊(han)絲(si)所用(yong)的(de)(de)保(bao)護(hu)(hu)氣體及(ji)(ji)分級標準。藥芯(xin)(xin)焊(han)絲(si)與實心(xin)焊(han)絲(si)相比,最(zui)大的(de)(de)優點之一是能嚴格(ge)地滿足(zu)不同的(de)(de)鐵(tie)素體含量要求;其二(er)是可以無外保(bao)護(hu)(hu)氣體,即自(zi)保(bao)護(hu)(hu)的(de)(de)藥芯(xin)(xin)焊(han)絲(si)。



埋弧焊(han)(han)(han)(han)常用于奧氏體(ti)不銹鋼的(de)(de)中(zhong)厚板的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie),有(you)時也可(ke)用于薄板焊(han)(han)(han)(han)接(jie)。在埋弧焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)過(guo)程(cheng)中(zhong),鉻、鎳(nie)元素(su)的(de)(de)燒損可(ke)通(tong)過(guo)焊(han)(han)(han)(han)劑和焊(han)(han)(han)(han)絲中(zhong)合金元素(su)的(de)(de)過(guo)渡得到(dao)補充(chong)。由(you)于埋弧焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)熔深大,應注意(yi)防止焊(han)(han)(han)(han)縫中(zhong)心區(qu)熱裂紋的(de)(de)產生和執響區(qu)耐(nai)腐蝕性的(de)(de)降低。
奧氏體(ti)(ti)不銹鋼熱裂敏(min)感性大,這就要求焊(han)(han)縫金屬成分大致與母材成分匹配,同時應控(kong)制焊(han)(han)縫中(zhong)鐵素體(ti)(ti)的含量(liang)。對長(chang)期在高溫下工作的焊(han)(han)件,焊(han)(han)縫中(zhong)鐵素體(ti)(ti)含量(liang)應不大于5%。大多(duo)數奧氏體(ti)(ti)不銹鋼可采用(yong)埋(mai)弧焊(han)(han)焊(han)(han)接,焊(han)(han)絲應選用(yong)低(di)硅、低(di)硫、低(di)磷(lin),成分與母材相近的焊(han)(han)絲。
對鉻、鎳(nie)含量大于(yu)20%的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼,為(wei)提高(gao)(gao)其抗裂(lie)性(xing)能,可(ke)選(xuan)用高(gao)(gao)錳(6%~8%)焊(han)(han)(han)絲,焊(han)(han)(han)劑應(ying)選(xuan)用堿性(xing)或中性(xing)焊(han)(han)(han)劑,以防止向焊(han)(han)(han)縫中增硅。奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼專用焊(han)(han)(han)劑增硅極少,還可(ke)以向焊(han)(han)(han)縫過渡合金,補償合金元(yuan)素的(de)(de)燒損(sun),可(ke)以滿足焊(han)(han)(han)縫性(xing)能和化學成分(fen)的(de)(de)要求。奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼埋弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)時應(ying)注(zhu)意選(xuan)擇較(jiao)細的(de)(de)焊(han)(han)(han)絲和較(jiao)小的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)線能量。
三(san)、焊接奧氏體(ti)不銹鋼時應特(te)別(bie)注意的要點
(1). 打(da)磨(mo)所(suo)(suo)使用的(de)(de)砂輪片只能(neng)專用于打(da)磨(mo)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang);所(suo)(suo)用的(de)(de)鋼(gang)絲刷及清除焊(han)渣的(de)(de)工具(ju)一律皆(jie)由不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)制成;不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)件表面不(bu)(bu)允(yun)許(xu)暴露在火(huo)焰(yan)加工處(chu),否則(ze)將(jiang)損壞不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐腐蝕性。
(2). 焊(han)(han)接操作(zuo)時,應用短(duan)弧。在(zai)用氣(qi)體保護焊(han)(han)時,惰性氣(qi)體保護必(bi)須良好(hao)。當(dang)用實芯焊(han)(han)絲作(zuo)為熔化極焊(han)(han)接不(bu)銹鋼時,保護氣(qi)體不(bu)宜用含(han)二氧化碳(tan)(tan)的混合氣(qi);而藥芯焊(han)(han)絲由于有渣保護,不(bu)會因(yin)二氧化碳(tan)(tan)氣(qi)而增加焊(han)(han)縫的含(han)碳(tan)(tan)量。
(3). 一般不預熱(re),只有特別(bie)厚(hou)的構(gou)件在焊(han)接前(qian)才預熱(re)100℃~150℃。
(4). 在焊(han)接中,層(ceng)間溫(wen)度應嚴格控制,要≤150℃。
(5). 應盡可能用較(jiao)小的線能量進行焊接。
(6). 反面成型(xing)的(de)氣體保(bao)護焊,焊根側(ce)必須(xu)用還(huan)原氣或純氬保(bao)護。
(7). 考慮到確保焊縫中經計算后(hou)預先確定的(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體含量,應(ying)(ying)當用(yong)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體測定儀復(fu)測焊縫中的(de)實際鐵(tie)(tie)素(su)(su)體含量。一般(ban)母材的(de)熔化量應(ying)(ying)控制在整個焊縫斷面面積的(de)35%以(yi)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,以防止晶間(jian)腐蝕。
(9). 由(you)于(yu)奧氏體不銹鋼(gang)的收縮(suo)變形大,故在夾緊(jin)裝置(zhi)與定位焊上皆(jie)應加強。
(10). 不允許在工件坡口處有(you)電(dian)弧擦傷母(mu)材的痕跡(ji)。
(11). 為確保焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)耐腐蝕(shi)性(xing),其(qi)表(biao)(biao)(biao)面應呈光(guang)亮狀,殘(can)渣、焊(han)縫的(de)(de)(de)顏(yan)色等皆應去(qu)除,去(qu)除的(de)(de)(de)辦(ban)法是砂輪打磨、酸洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、噴(pen)丸、刷(shua)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)或拋光(guang)。表(biao)(biao)(biao)面粗糙(cao)度(du)愈小,其(qi)耐蝕(shi)性(xing)就愈高。表(biao)(biao)(biao)面酸洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)可用(yong)各(ge)種酸洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)液或酸洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)膏,根據其(qi)規定(ding)的(de)(de)(de)酸洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)時間,再用(yong)清潔水加以沖(chong)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)干凈。去(qu)除焊(han)后的(de)(de)(de)顏(yan)色時,最好的(de)(de)(de)辦(ban)法是用(yong)石英(ying)砂進行磨刷(shua)。
(12). 修(xiu)復焊接前,也應(ying)酸(suan)洗(xi)坡口(kou)表面。但(dan)由于舊(jiu)構件表面粗糙,故最好酸(suan)洗(xi)之后現對表面進(jin)行鈍化處理,然后用清水沖(chong)洗(xi)干凈。
(13). 噴(pen)丸處(chu)理時(shi)只允許用石英(ying)砂或不銹(xiu)鋼顆粒。經噴(pen)丸處(chu)理后的表面有金屬光澤,但表面過于粗(cu)糙者,應再做鈍化處(chu)理。
(14). 在(zai)焊接中,為加快焊縫(feng)冷(leng)卻速度,推薦采(cai)用起淬冷(leng)作用的銅墊塊。

