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(han)接(jie)方法及(ji)規范(fan)選(xuan)擇
奧氏體(ti)不銹(xiu)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
奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼品(pin)種多,使用環(huan)境復雜(za)多變,焊接材料(liao)的選擇(ze)是一項(xiang)謹慎而又重(zhong)要(yao)的工作(zuo)。奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼選擇(ze)焊接材料(liao)的主要(yao)依據是:
(1). 根據母材的主(zhu)要化學成分選擇焊材。
(2). 焊(han)材(cai)的成(cheng)分,特別是焊(han)接(jie)材(cai)料(liao)中的鉻、鎳合金元素要高于母材(cai),例(li)如18-8焊(han)接(jie)采用19-9焊(han)接(jie)材(cai)料(liao)等。
(3). 在可能的條(tiao)件下,應采用(yong)含有(you)少(shao)量(4%~12%)鐵素(su)體的焊(han)(han)接(jie)材料,保證焊(han)(han)縫良好的抗裂性能。
(4). 焊(han)(han)縫中不允許或(huo)不可(ke)能(neng)存在鐵素體相時,焊(han)(han)材應(ying)選用含鉬、錳(meng)等合金(jin)元(yuan)素的焊(han)(han)接(jie)材料。
(5) .焊(han)材的碳、硫(liu)、磷(lin)、硅、鈮(ni)應盡可(ke)能低,特別(bie)是碳、硫(liu)、磷(lin)等元素(su)。鈮(ni)在純奧氏體(ti)焊(han)縫中會引(yin)起(qi)凝(ning)固裂紋,但焊(han)縫中有少量鐵素(su)體(ti),可(ke)以有效地避(bi)免。
(6). 焊(han)后需要進行穩定化(hua)或(huo)消(xiao)除應力處理的焊(han)接(jie)結構,通常選用(yong)含鈮的焊(han)接(jie)材料。如:0Crl8Ni10Nb、0Cr18Ni12Mo2Nb等。
填充金(jin)屬如(ru)焊(han)(han)條、焊(han)(han)絲(si)(si)(si)等,應根據被焊(han)(han)材料的(de)(de)品種、規格(ge)及(ji)(ji)配合的(de)(de)不(bu)同焊(han)(han)接工藝來選用(yong)。表2-3列出了在采用(yong)鎢(wu)極氬弧焊(han)(han)、熔化(hua)極氬弧焊(han)(han)、等離(li)子弧焊(han)(han)及(ji)(ji)埋弧焊(han)(han)時,常用(yong)的(de)(de)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼焊(han)(han)絲(si)(si)(si)型(xing)號(hao)。常用(yong)藥芯焊(han)(han)絲(si)(si)(si)型(xing)號(hao)及(ji)(ji)化(hua)學成分見(jian)表2-4,而表2-5則是藥芯焊(han)(han)絲(si)(si)(si)所用(yong)的(de)(de)保(bao)護(hu)氣(qi)體(ti)及(ji)(ji)分級標準。藥芯焊(han)(han)絲(si)(si)(si)與實(shi)心焊(han)(han)絲(si)(si)(si)相比,最大的(de)(de)優點之一是能嚴格(ge)地滿足不(bu)同的(de)(de)鐵(tie)素體(ti)含量要求;其二是可以無外(wai)保(bao)護(hu)氣(qi)體(ti),即自保(bao)護(hu)的(de)(de)藥芯焊(han)(han)絲(si)(si)(si)。



埋弧焊(han)(han)(han)(han)常用于奧(ao)氏體不銹鋼(gang)的中厚板的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie),有時也可(ke)用于薄板焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)。在埋弧焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)過程中,鉻、鎳元素的燒損可(ke)通(tong)過焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)和焊(han)(han)(han)(han)絲(si)中合金元素的過渡得(de)到補充。由(you)于埋弧焊(han)(han)(han)(han)的熔(rong)深大(da),應注(zhu)意防止焊(han)(han)(han)(han)縫中心(xin)區(qu)(qu)熱(re)裂(lie)紋的產生和執響(xiang)區(qu)(qu)耐腐蝕(shi)性的降低。
奧氏體不(bu)(bu)銹鋼熱裂(lie)敏感性大,這就(jiu)要求焊(han)(han)縫金屬成分大致與母(mu)材(cai)成分匹(pi)配,同時應控制焊(han)(han)縫中鐵素體的(de)(de)(de)含量。對長期(qi)在(zai)高溫下工作的(de)(de)(de)焊(han)(han)件,焊(han)(han)縫中鐵素體含量應不(bu)(bu)大于5%。大多數奧氏體不(bu)(bu)銹鋼可(ke)采用(yong)埋弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接,焊(han)(han)絲(si)應選用(yong)低(di)硅(gui)、低(di)硫、低(di)磷(lin),成分與母(mu)材(cai)相近的(de)(de)(de)焊(han)(han)絲(si)。
對鉻(ge)、鎳含(han)量大(da)于(yu)20%的奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang),為提高其抗(kang)裂性(xing)能,可選用高錳(6%~8%)焊(han)(han)(han)(han)絲,焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)應(ying)(ying)選用堿性(xing)或中性(xing)焊(han)(han)(han)(han)劑(ji),以(yi)防止向(xiang)(xiang)焊(han)(han)(han)(han)縫中增硅。奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)專用焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)增硅極少,還可以(yi)向(xiang)(xiang)焊(han)(han)(han)(han)縫過渡合(he)金,補償合(he)金元素(su)的燒損(sun),可以(yi)滿(man)足(zu)焊(han)(han)(han)(han)縫性(xing)能和化學(xue)成分(fen)的要(yao)求。奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹鋼(gang)埋弧焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時應(ying)(ying)注意選擇較細的焊(han)(han)(han)(han)絲和較小的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)線能量。
三、焊(han)接奧氏體(ti)不銹鋼時應特別注意的要點
(1). 打磨(mo)所使用(yong)的砂輪片只能專用(yong)于打磨(mo)不(bu)銹(xiu)鋼;所用(yong)的鋼絲(si)刷及(ji)清除(chu)焊渣的工具一律(lv)皆由不(bu)銹(xiu)鋼制成;不(bu)銹(xiu)鋼件表面不(bu)允許暴露在火焰加工處,否(fou)則將(jiang)損壞(huai)不(bu)銹(xiu)鋼的耐腐(fu)蝕性。
(2). 焊(han)接操作(zuo)時,應用(yong)短弧。在用(yong)氣(qi)體保(bao)護(hu)焊(han)時,惰性氣(qi)體保(bao)護(hu)必須良好。當用(yong)實芯焊(han)絲作(zuo)為(wei)熔化(hua)極焊(han)接不銹鋼時,保(bao)護(hu)氣(qi)體不宜用(yong)含二(er)氧化(hua)碳(tan)的混合(he)氣(qi);而(er)(er)藥芯焊(han)絲由于有渣保(bao)護(hu),不會因(yin)二(er)氧化(hua)碳(tan)氣(qi)而(er)(er)增加(jia)焊(han)縫的含碳(tan)量。
(3). 一般不預熱(re),只有特別厚的構件(jian)在焊接前才預熱(re)100℃~150℃。
(4). 在焊接中,層間溫度應嚴(yan)格控制,要≤150℃。
(5). 應(ying)盡可能(neng)用較小的線能(neng)量進行(xing)焊接(jie)。
(6). 反面成型(xing)的氣(qi)體保護焊(han),焊(han)根側必(bi)須用還原氣(qi)或純氬保護。
(7). 考慮到確保焊(han)縫中經(jing)計算后預(yu)先確定(ding)的(de)鐵(tie)(tie)素體含量(liang)(liang),應當用(yong)鐵(tie)(tie)素體測定(ding)儀復測焊(han)縫中的(de)實際鐵(tie)(tie)素體含量(liang)(liang)。一般母材的(de)熔化(hua)量(liang)(liang)應控(kong)制(zhi)在整個(ge)焊(han)縫斷面面積(ji)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,以防止晶間腐蝕。
(9). 由于奧氏體不銹鋼的收縮變形(xing)大,故在夾緊(jin)裝(zhuang)置與定位(wei)焊(han)上皆應加強。
(10). 不允許在工件坡口(kou)處有電(dian)弧擦傷母材的(de)痕跡(ji)。
(11). 為(wei)確保(bao)焊接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)耐腐蝕性(xing),其(qi)表(biao)面應呈光亮(liang)狀,殘渣(zha)、焊縫的(de)顏(yan)色(se)等皆應去(qu)除(chu),去(qu)除(chu)的(de)辦法是(shi)砂(sha)(sha)輪(lun)打(da)磨、酸(suan)洗(xi)、噴丸、刷(shua)洗(xi)或拋光。表(biao)面粗(cu)糙度(du)愈小,其(qi)耐蝕性(xing)就愈高(gao)。表(biao)面酸(suan)洗(xi)可用(yong)各種酸(suan)洗(xi)液(ye)或酸(suan)洗(xi)膏,根(gen)據其(qi)規(gui)定的(de)酸(suan)洗(xi)時間,再用(yong)清潔水(shui)加以沖洗(xi)干(gan)凈。去(qu)除(chu)焊后的(de)顏(yan)色(se)時,最好的(de)辦法是(shi)用(yong)石英砂(sha)(sha)進(jin)行(xing)磨刷(shua)。
(12). 修(xiu)復焊接前,也應(ying)酸(suan)洗(xi)坡口表面。但由(you)于舊構件表面粗糙(cao),故最好酸(suan)洗(xi)之后現對表面進行鈍化處理,然后用清水沖洗(xi)干凈。
(13). 噴丸處理(li)(li)時只(zhi)允許用石英砂或不銹鋼顆粒。經噴丸處理(li)(li)后的表(biao)面(mian)(mian)有金屬(shu)光澤(ze),但表(biao)面(mian)(mian)過于(yu)粗糙者,應再做鈍(dun)化(hua)處理(li)(li)。
(14). 在焊(han)接中,為加快焊(han)縫冷卻速度(du),推薦采(cai)用起淬冷作用的銅墊(dian)塊。

