不銹鋼焊接工藝方法主要有以下幾種:藥皮焊條電弧焊接、埋弧焊接、氣體保護電弧焊接(TIG焊接,MIG焊接)、二氧化碳氣體保護電弧焊接(MAG焊接)、等離子焊接、電子束焊接、電阻焊接、激光焊接、釬焊等。
1. 藥皮焊條電弧焊接
藥(yao)皮(pi)焊條(tiao)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)焊接(jie)(jie),是在(zai)母材和焊條(tiao)之間,使其(qi)產生(sheng)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)進行焊接(jie)(jie)的方法(fa)(fa)。焊接(jie)(jie)時,借助焊條(tiao)藥(yao)皮(pi)產生(sheng)的氣(qi)(qi)(qi)體和熔渣,把焊接(jie)(jie)熔池與大(da)氣(qi)(qi)(qi)隔離。因其(qi)適應(ying)性(xing)強,而被(bei)廣泛采(cai)用。使用交流(liu)(liu)(AC)或直流(liu)(liu)(DC)電(dian)(dian)(dian)源(yuan),但(dan)廣泛普及使用的是交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)焊接(jie)(jie)機。電(dian)(dian)(dian)焊條(tiao)通電(dian)(dian)(dian)產生(sheng)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu),電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)分(fen)為(wei)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)芯、電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)流(liu)(liu)、電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)焰三部分(fen)。因為(wei)在(zai)其(qi)周(zhou)圍形成保護氣(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu),使電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)穩定燃燒。焊接(jie)(jie)時,盡量(liang)保持短弧(hu)(hu)(hu),以免發生(sheng)保護氣(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)不穩定的現象。要防止空氣(qi)(qi)(qi)中的氧(yang)(yang)及氮侵人(ren)。藥(yao)皮(pi)焊條(tiao)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)焊接(jie)(jie)法(fa)(fa)如圖(tu)6-4所(suo)示(shi)。藥(yao)皮(pi)當中含有(you)氧(yang)(yang)化物、碳(tan)酸鹽(yan)、硅酸鹽(yan)、氟化物、有(you)機物和合金劑(ji)等。不銹鋼藥(yao)皮(pi)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)焊條(tiao)在(zai)JIS Z3221 中有(you)所(suo)規定。

2. 埋弧焊接
以焊(han)(han)絲作為電(dian)(dian)極,電(dian)(dian)極與母材之間產生電(dian)(dian)弧(hu)(hu)并不(bu)斷地送敷焊(han)(han)藥(yao)而(er)連續進(jin)行焊(han)(han)接(jie)(jie)的方法(fa),稱之為埋(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)接(jie)(jie)。這種(zhong)焊(han)(han)接(jie)(jie)方法(fa)因(yin)其電(dian)(dian)弧(hu)(hu)肉(rou)眼看不(bu)到而(er)獲(huo)此名稱。焊(han)(han)藥(yao)依靠電(dian)(dian)弧(hu)(hu)熱量成熔(rong)融焊(han)(han)藥(yao)和(he)熔(rong)渣,后者(zhe)將熔(rong)融金屬與大(da)氣(qi)隔(ge)離開來(lai)。使用大(da)電(dian)(dian)流(liu)可以高效(xiao)率地進(jin)行焊(han)(han)接(jie)(jie),一般(ban)是用于(yu)中(zhong)厚(hou)板的焊(han)(han)接(jie)(jie),有時亦可用于(yu)薄板焊(han)(han)接(jie)(jie)。因(yin)為焊(han)(han)接(jie)(jie)過程中(zhong)大(da)約損失15%的鉻,應(ying)當(dang)在焊(han)(han)絲和(he)焊(han)(han)藥(yao)中(zhong),設法(fa)補充鉻的成分。埋(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)接(jie)(jie)的原理圖如圖6-5所(suo)示。

3. 氣(qi)體(ti)保(bao)護電弧焊(han)(han)接(jie)(TIG焊(han)(han)接(jie),MIG焊(han)(han)接(jie))
TIG焊(han)(han)(han)接是(shi)用(yong)鎢(W)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)與母材之間產生電(dian)(dian)(dian)(dian)弧,用(yong)氬(Ar)氣(qi)(qi)或氦(He)氣(qi)(qi)將(jiang)(jiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧與空(kong)氣(qi)(qi)隔離開來,電(dian)(dian)(dian)(dian)弧將(jiang)(jiang)焊(han)(han)(han)絲(si)熔化完成焊(han)(han)(han)接的方法。焊(han)(han)(han)槍采用(yong)水冷卻方式(shi)(shi)和空(kong)氣(qi)(qi)冷卻方式(shi)(shi),鎢電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)的尺寸大(da)小(xiao)根據(ju)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)和板厚來選定(ding)。焊(han)(han)(han)接機(電(dian)(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)(han)機)采用(yong)交(jiao)流(liu)(AC)或直(zhi)流(liu)(DC)都可以。一般情況下,不(bu)銹(xiu)鋼的焊(han)(han)(han)接,以直(zhi)流(liu)(DC)占多數(shu)。選用(yong)直(zhi)流(liu)時,鎢電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)的消耗量(liang)少(shao)。以提高焊(han)(han)(han)接效率(lv)為(wei)目的,要將(jiang)(jiang)焊(han)(han)(han)絲(si)連(lian)接到負極(ji)(ji)上,如(ru)圖6-6所示。如(ru)果(guo)選用(yong)交(jiao)流(liu),因鎢電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)消耗量(liang)大(da)而不(bu)適合(he)于不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)(han)(han)接。

MIG焊(han)(han)接(jie)是用(yong)(yong)氬(ya)(Ar)或氦(He)氣(qi)將電(dian)(dian)弧與空氣(qi)隔(ge)離開(kai)來(lai),同時在焊(han)(han)絲(si)和(he)母(mu)材之間產生電(dian)(dian)弧的焊(han)(han)接(jie)方法。與TIG焊(han)(han)接(jie)比(bi)較起來(lai),因為它可使用(yong)(yong)大電(dian)(dian)流,焊(han)(han)槍要(yao)采用(yong)(yong)水冷卻方式,焊(han)(han)絲(si)直徑(jing)一般(ban)的采用(yong)(yong)1.2mm,1.6mm,2.0mm等,生產效率高。MIG焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)焊(han)(han)機要(yao)選用(yong)(yong)直流(DC)的,和(he)TIG焊(han)(han)接(jie)相反,要(yao)將焊(han)(han)絲(si)接(jie)到正極(ji)(圖6-5)。
TIG焊(han)接(jie)和MIG焊(han)接(jie)都(dou)能(neng)在(zai)焊(han)接(jie)部分得(de)到高(gao)質量(liang)的(de)焊(han)接(jie)接(jie)頭,它容易實現自(zi)動化(hua)操作(zuo),因此(ci)廣泛地應(ying)用在(zai)汽(qi)車制(zhi)造行(xing)業和電機制(zhi)造行(xing)業。
4. 二(er)氧化碳氣體保護電弧焊(han)接(MAG焊(han)接)
對于使用二氧化碳氣體將空氣隔離,同時以藥芯焊絲(圖6-7)作為電極,在與母材之間產生電弧的焊接方法,如果將二氧化碳氣體改換成氬(Ar)和二氧化碳(CO2)混合的MAG氣體而進行焊接的方法稱為MAG 焊接(金屬極活性氣體保護電弧焊)。焊絲直徑大多數是采用1.2mm或1.6mm.其斷面形狀有斂縫形式及無縫形式。

5. 等(deng)離(li)子焊接(jie)
等(deng)離(li)子(zi)焊(han)接(jie)(jie)是(shi)(shi)(shi)(shi)在母(mu)材和鎢電極之間產生電弧(hu)(hu),利用氣體冷卻將電弧(hu)(hu)拉細,使(shi)在高溫離(li)子(zi)化的條(tiao)件(jian)下進(jin)行焊(han)接(jie)(jie)的方法。惰(duo)性氣體的作用:一是(shi)(shi)(shi)(shi)離(li)子(zi)化;二是(shi)(shi)(shi)(shi)起保(bao)護作用。這就(jiu)是(shi)(shi)(shi)(shi)和TIG焊(han)接(jie)(jie)的不同之處(chu)。等(deng)離(li)子(zi)焊(han)接(jie)(jie)可以進(jin)行熔融(rong)度較深的焊(han)接(jie)(jie),焊(han)道寬度比較狹(xia)窄,熱影(ying)響(xiang)很小,因(yin)此適合(he)于不銹鋼的焊(han)接(jie)(jie)。因(yin)為可以使(shi)小電流(liu)集中(zhong),使(shi)電弧(hu)(hu)易(yi)于控制,所以它(ta)亦適用于TIG焊(han)接(jie)(jie)不可能的超薄板焊(han)接(jie)(jie)。
6. 電子束焊接(jie)
電(dian)子(zi)束(shu)焊(han)(han)接(jie)是(shi)在(zai)高(gao)真(zhen)空中,使用(yong)(yong)電(dian)子(zi)束(shu)發射(she)槍將高(gao)速的(de)(de)電(dian)子(zi)束(shu)射(she)向母(mu)材(cai)(cai),利用(yong)(yong)其(qi)(qi)沖擊(ji)熱而進(jin)(jin)行的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)方(fang)法。因為它是(shi)在(zai)高(gao)真(zhen)空中進(jin)(jin)行操作,所以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)即便是(shi)和大(da)氣容易起反應的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao),也可以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)簡單(dan)地進(jin)(jin)行焊(han)(han)接(jie)。由于(yu)電(dian)子(zi)束(shu)的(de)(de)磁透鏡作用(yong)(yong)可以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)將其(qi)(qi)拉細(xi),使其(qi)(qi)能量集中,所以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)就可以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)對高(gao)熔(rong)點材(cai)(cai)料(liao)以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)及熔(rong)融較(jiao)深的(de)(de)部位(wei)進(jin)(jin)行焊(han)(han)接(jie)。電(dian)子(zi)束(shu)焊(han)(han)接(jie)由于(yu)可以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)實(shi)現電(dian)子(zi)束(shu)輸出能量的(de)(de)準確(que)控制,所以(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi),廣泛(fan)地應用(yong)(yong)在(zai)精密零(ling)件焊(han)(han)接(jie)。
7. 電阻焊接(jie)
a. 晶間腐蝕-沿晶界產生的局部腐蝕。在焊接的熱影響區,高溫下鉻的碳化物(Cr23C6)會在結晶粒界上析出,導致其近旁“貧鉻”的部位產生選擇性的腐蝕。
b. 應力腐蝕斷裂-奧氏體系列不銹鋼其焊接部分的殘余應力,在特定的腐蝕條件基礎上,有產生應力腐蝕裂紋(SCC)的現象。
c. 焊接缺陷與腐蝕-必(bi)須(xu)注意(yi)因為氣(qi)孔、咬邊等輝接缺陷會造成孔腐蝕及縫間隙(xi)腐蝕。
d. 惰(duo)性(xing)氣(qi)體保護-因為氧化皮是造成焊(han)接部(bu)位(wei)腐蝕(shi)的原因之(zhi)一(yi),所以在焊(han)接過程(cheng)中使用氬等惰(duo)性(xing)氣(qi)體使之(zhi)與(yu)空氣(qi)隔離。

利用(yong)材(cai)料(liao)(liao)的(de)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)作用(yong),使電(dian)(dian)能轉(zhuan)換成熱能的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)方法(fa)(fa)稱為電(dian)(dian)阻(zu)(zu)焊(han)(han)接(jie)(jie)。電(dian)(dian)阻(zu)(zu)焊(han)(han)接(jie)(jie)中有點(dian)焊(han)(han)、縫焊(han)(han)(滾焊(han)(han))、凸焊(han)(han)和對(dui)焊(han)(han)等方法(fa)(fa)。因為焊(han)(han)接(jie)(jie)時需(xu)要(yao)大電(dian)(dian)流,所以(yi)焊(han)(han)接(jie)(jie)比較(jiao)薄的(de)板材(cai)、管材(cai)及(ji)圓鋼等可(ke)采用(yong)這種方法(fa)(fa)。由于不(bu)銹(xiu)鋼比普通鋼電(dian)(dian)阻(zu)(zu)大電(dian)(dian)阻(zu)(zu)焊(han)(han)接(jie)(jie)容易進行。因為馬氏(shi)體系(xi)列(lie),鐵素體系(xi)列(lie)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)自硬性,焊(han)(han)接(jie)(jie)的(de)溫度(du)可(ke)能造成脆化,為此,有必要(yao)注(zhu)意(yi)對(dui)材(cai)料(liao)(liao)及(ji)焊(han)(han)接(jie)(jie)條件的(de)選擇(圖(tu)6-8)。
8. 激光焊(han)接
以(yi)激(ji)光(guang)(guang)作(zuo)為(wei)熱(re)源(yuan),形成聚光(guang)(guang)狀態下對材(cai)料進行照射,使(shi)其局部熔融后凝固,由此接(jie)(jie)合而成焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)方法,稱(cheng)為(wei)激(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)接(jie)(jie)。作(zuo)為(wei)激(ji)光(guang)(guang)振(zhen)蕩器,以(yi)二(er)氧化碳使(shi)激(ji)光(guang)(guang)振(zhen)蕩等稱(cheng)為(wei)二(er)氧化碳激(ji)光(guang)(guang),YAG(釔鋁柘榴石)的(de)棒狀結晶(jing)使(shi)激(ji)光(guang)(guang)振(zhen)蕩稱(cheng)為(wei)YAG激(ji)光(guang)(guang)。焊(han)(han)接(jie)(jie)時,為(wei)了(le)防止氧化,使(shi)用氬或氮等作(zuo)為(wei)保護氣(qi)體覆蓋焊(han)(han)接(jie)(jie)金(jin)屬熔池(chi),對電(dian)弧與空氣(qi)進行隔離。
9. 釬焊(han)
使用比接(jie)合母(mu)材(cai)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)熔(rong)(rong)融(rong)點低的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)或者是將這些合金(jin)(jin)(jin)作(zuo)為(wei)(wei)熔(rong)(rong)融(rong)添加(jia)劑,不(bu)使母(mu)材(cai)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)熔(rong)(rong)化而進行接(jie)合的(de)方法稱(cheng)為(wei)(wei)釬(han)(han)焊(han)(han)(han)。添加(jia)的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)稱(cheng)為(wei)(wei)釬(han)(han)料,熔(rong)(rong)融(rong)溫度在450℃以上的(de)稱(cheng)為(wei)(wei)“硬釬(han)(han)焊(han)(han)(han)”,450℃以下的(de)稱(cheng)為(wei)(wei)“軟釬(han)(han)焊(han)(han)(han)”。有時采用“銀釬(han)(han)焊(han)(han)(han)”以及(ji)“錫釬(han)(han)焊(han)(han)(han)”等(deng)等(deng)。如果要求(qiu)具(ju)(ju)備耐腐蝕性(xing)時,則需具(ju)(ju)有鎳(Ni)成分的(de)“銀釬(han)(han)焊(han)(han)(han)”,如果要求(qiu)具(ju)(ju)備耐熱性(xing)時,則以Ni-Cr系(xi)列(lie),銅系(xi)列(lie),銀錳系(xi)列(lie)的(de)釬(han)(han)料為(wei)(wei)適宜(yi)。釬(han)(han)焊(han)(han)(han)方法分為(wei)(wei)火焰式釬(han)(han)焊(han)(han)(han)、感應加(jia)熱釬(han)(han)焊(han)(han)(han)、電阻加(jia)熱釬(han)(han)焊(han)(han)(han)以及(ji)爐中加(jia)熱釬(han)(han)焊(han)(han)(han)等(deng)。

