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、焊接方法及規范選擇


  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(gang)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(han)接(jie)材料的選擇


 奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)品種多(duo),使(shi)用環境(jing)復雜多(duo)變(bian),焊接材料的(de)選擇是一(yi)項(xiang)謹慎而又重要的(de)工(gong)作。奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)選擇焊接材料的(de)主要依據是:


(1). 根據母材的主要化(hua)學成(cheng)分選(xuan)擇焊(han)材。


(2). 焊(han)材(cai)的成分,特別是焊(han)接材(cai)料中(zhong)的鉻、鎳合(he)金元素要高于母材(cai),例(li)如18-8焊(han)接采用19-9焊(han)接材(cai)料等。


(3). 在可(ke)能的條(tiao)件下,應采用含有少量(4%~12%)鐵(tie)素體的焊接材料,保證焊縫(feng)良好(hao)的抗(kang)裂性能。


(4). 焊(han)(han)縫中(zhong)不(bu)允許(xu)或不(bu)可(ke)能存在鐵素體相(xiang)時,焊(han)(han)材應選用(yong)含(han)鉬、錳等(deng)合金元素的焊(han)(han)接材料。


(5) .焊(han)材(cai)的碳(tan)、硫、磷、硅、鈮應盡可(ke)能低,特(te)別是碳(tan)、硫、磷等元素。鈮在純奧氏體焊(han)縫中會引起(qi)凝固(gu)裂紋,但焊(han)縫中有少量鐵素體,可(ke)以有效地(di)避免。


(6). 焊(han)后需要(yao)進行(xing)穩定化或消除(chu)應力處理的(de)焊(han)接結構,通(tong)常選用含鈮的(de)焊(han)接材料(liao)。如:0Crl8Ni10Nb、0Cr18Ni12Mo2Nb等。


      填充金屬如焊(han)(han)條、焊(han)(han)絲(si)(si)(si)等,應(ying)根據被焊(han)(han)材(cai)料的(de)(de)(de)品種、規格及配合(he)的(de)(de)(de)不同(tong)焊(han)(han)接工藝來(lai)選(xuan)用(yong)。表2-3列出了在采用(yong)鎢極氬弧(hu)焊(han)(han)、熔化(hua)極氬弧(hu)焊(han)(han)、等離子弧(hu)焊(han)(han)及埋弧(hu)焊(han)(han)時,常用(yong)的(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)不銹鋼焊(han)(han)絲(si)(si)(si)型號。常用(yong)藥(yao)芯焊(han)(han)絲(si)(si)(si)型號及化(hua)學成分見表2-4,而表2-5則是藥(yao)芯焊(han)(han)絲(si)(si)(si)所用(yong)的(de)(de)(de)保護(hu)(hu)氣體(ti)及分級標(biao)準。藥(yao)芯焊(han)(han)絲(si)(si)(si)與實心焊(han)(han)絲(si)(si)(si)相比,最大(da)的(de)(de)(de)優(you)點(dian)之(zhi)一是能嚴(yan)格地滿足不同(tong)的(de)(de)(de)鐵素體(ti)含量(liang)要(yao)求(qiu);其二是可以無外(wai)保護(hu)(hu)氣體(ti),即自(zi)保護(hu)(hu)的(de)(de)(de)藥(yao)芯焊(han)(han)絲(si)(si)(si)。


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      埋(mai)(mai)(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)常用(yong)于奧氏體不銹(xiu)鋼的(de)中(zhong)(zhong)厚板的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie),有(you)時(shi)也可(ke)用(yong)于薄板焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)。在埋(mai)(mai)(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)過程中(zhong)(zhong),鉻、鎳元(yuan)素的(de)燒損可(ke)通過焊(han)(han)(han)劑和焊(han)(han)(han)絲中(zhong)(zhong)合(he)金元(yuan)素的(de)過渡得到補(bu)充。由(you)于埋(mai)(mai)(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)的(de)熔深(shen)大(da),應注意防(fang)止焊(han)(han)(han)縫中(zhong)(zhong)心區熱裂紋的(de)產生和執響區耐腐(fu)蝕(shi)性的(de)降低(di)。


      奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)熱裂敏感性(xing)大,這就要求焊(han)縫(feng)(feng)金屬成分大致與母材成分匹配,同時(shi)應(ying)控制焊(han)縫(feng)(feng)中鐵素體的(de)含量(liang)。對長期在高溫下工作(zuo)的(de)焊(han)件(jian),焊(han)縫(feng)(feng)中鐵素體含量(liang)應(ying)不大于5%。大多數(shu)奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)可采用(yong)埋弧焊(han)焊(han)接,焊(han)絲(si)應(ying)選用(yong)低(di)硅、低(di)硫、低(di)磷,成分與母材相近的(de)焊(han)絲(si)。


    對鉻(ge)、鎳含量大于20%的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang),為(wei)提(ti)高其抗裂(lie)性(xing)能,可選用高錳(6%~8%)焊(han)(han)(han)(han)絲,焊(han)(han)(han)(han)劑應(ying)選用堿性(xing)或(huo)中(zhong)性(xing)焊(han)(han)(han)(han)劑,以(yi)防止向焊(han)(han)(han)(han)縫中(zhong)增硅(gui)(gui)。奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)專用焊(han)(han)(han)(han)劑增硅(gui)(gui)極少,還可以(yi)向焊(han)(han)(han)(han)縫過(guo)渡合金(jin),補償合金(jin)元素的(de)(de)燒損,可以(yi)滿足焊(han)(han)(han)(han)縫性(xing)能和化學成分的(de)(de)要(yao)求。奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)埋弧焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接時應(ying)注意選擇(ze)較細的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)絲和較小的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接線能量。


三、焊接奧氏體不銹鋼時應特別注意(yi)的要點


(1). 打磨(mo)所使用的砂輪(lun)片只(zhi)能專用于打磨(mo)不(bu)銹鋼(gang)(gang);所用的鋼(gang)(gang)絲刷及清除焊渣的工具一律皆(jie)由不(bu)銹鋼(gang)(gang)制成;不(bu)銹鋼(gang)(gang)件表(biao)面(mian)不(bu)允許暴露(lu)在火焰加工處,否則(ze)將損壞不(bu)銹鋼(gang)(gang)的耐腐蝕性(xing)。


(2). 焊(han)(han)接操(cao)作(zuo)時(shi),應用(yong)短弧。在用(yong)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)保(bao)護(hu)焊(han)(han)時(shi),惰性氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)保(bao)護(hu)必(bi)須良好(hao)。當用(yong)實芯焊(han)(han)絲作(zuo)為(wei)熔化(hua)極(ji)焊(han)(han)接不(bu)銹(xiu)鋼時(shi),保(bao)護(hu)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)不(bu)宜用(yong)含(han)二氧(yang)化(hua)碳(tan)的混合氣(qi)(qi)(qi);而(er)(er)藥芯焊(han)(han)絲由于(yu)有渣(zha)保(bao)護(hu),不(bu)會因二氧(yang)化(hua)碳(tan)氣(qi)(qi)(qi)而(er)(er)增加焊(han)(han)縫的含(han)碳(tan)量。


(3). 一般(ban)不預熱,只有特別厚的(de)構(gou)件在焊(han)接前(qian)才預熱100℃~150℃。


(4). 在焊接中,層間溫度應嚴格控制(zhi),要≤150℃。


(5). 應(ying)盡可能用較小的(de)線能量進行焊接。


(6). 反(fan)面成型的氣(qi)體保護焊(han),焊(han)根(gen)側(ce)必(bi)須(xu)用還原(yuan)氣(qi)或純氬保護。


(7). 考(kao)慮到確保焊縫(feng)中(zhong)經計算(suan)后預先確定的(de)(de)鐵素(su)(su)體(ti)含量,應當用鐵素(su)(su)體(ti)測定儀復測焊縫(feng)中(zhong)的(de)(de)實(shi)際鐵素(su)(su)體(ti)含量。一般母材(cai)的(de)(de)熔(rong)化(hua)量應控制在整(zheng)個焊縫(feng)斷面面積(ji)的(de)(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(fu)蝕


(9). 由于奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)的收縮變形(xing)大,故在夾(jia)緊裝(zhuang)置(zhi)與定位焊(han)上皆應加強。


(10). 不允許(xu)在工件坡口處有電弧擦傷母材的(de)痕跡。


(11). 為確保焊(han)(han)接接頭的(de)耐(nai)腐蝕性,其(qi)(qi)表面應呈(cheng)光亮狀,殘(can)渣、焊(han)(han)縫的(de)顏(yan)(yan)色等皆應去除(chu),去除(chu)的(de)辦法(fa)是砂輪打磨、酸(suan)洗(xi)(xi)(xi)、噴丸、刷(shua)洗(xi)(xi)(xi)或拋光。表面粗糙(cao)度愈小,其(qi)(qi)耐(nai)蝕性就愈高。表面酸(suan)洗(xi)(xi)(xi)可用各(ge)種酸(suan)洗(xi)(xi)(xi)液或酸(suan)洗(xi)(xi)(xi)膏,根(gen)據(ju)其(qi)(qi)規定的(de)酸(suan)洗(xi)(xi)(xi)時間,再用清(qing)潔水加以沖(chong)洗(xi)(xi)(xi)干凈。去除(chu)焊(han)(han)后的(de)顏(yan)(yan)色時,最好(hao)的(de)辦法(fa)是用石英(ying)砂進行磨刷(shua)。


(12). 修復焊接前,也應酸洗坡(po)口表(biao)面。但由于舊構件表(biao)面粗糙,故最(zui)好酸洗之后(hou)現對(dui)表(biao)面進行鈍化處(chu)理(li),然后(hou)用清水沖(chong)洗干(gan)凈。


(13). 噴丸(wan)處(chu)理時只允許用(yong)石英砂或不銹鋼顆粒。經噴丸(wan)處(chu)理后的表(biao)(biao)面有(you)金屬(shu)光澤,但表(biao)(biao)面過于粗糙者,應(ying)再做鈍化處(chu)理。


(14). 在焊接中,為加快焊縫冷卻速度,推薦采用(yong)起淬冷作用(yong)的銅墊塊。