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(pi)焊條電弧焊接(jie)


藥皮(pi)焊(han)(han)條(tiao)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie),是在母材和(he)焊(han)(han)條(tiao)之間(jian),使其(qi)產生電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)進行焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)(de)方法(fa)。焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)時,借助焊(han)(han)條(tiao)藥皮(pi)產生的(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)和(he)熔渣,把(ba)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)熔池與大氣(qi)(qi)隔離(li)。因其(qi)適(shi)應(ying)性強,而被廣泛采用(yong)。使用(yong)交流(liu)(liu)(AC)或(huo)直流(liu)(liu)(DC)電(dian)(dian)(dian)源,但廣泛普及(ji)使用(yong)的(de)(de)是交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)機(ji)。電(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)條(tiao)通電(dian)(dian)(dian)產生電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu),電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)分為電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)芯、電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)流(liu)(liu)、電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焰三部分。因為在其(qi)周圍形成保護氣(qi)(qi)流(liu)(liu),使電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)穩定燃燒(shao)。焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)時,盡(jin)量保持短弧(hu)(hu)(hu)(hu),以免發生保護氣(qi)(qi)流(liu)(liu)不穩定的(de)(de)現象。要(yao)防(fang)止空(kong)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)氧及(ji)氮侵人。藥皮(pi)焊(han)(han)條(tiao)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)法(fa)如圖6-4所示(shi)。藥皮(pi)當中(zhong)(zhong)含(han)有氧化物、碳酸(suan)鹽、硅酸(suan)鹽、氟化物、有機(ji)物和(he)合金劑等。不銹(xiu)鋼藥皮(pi)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)條(tiao)在JIS Z3221 中(zhong)(zhong)有所規定。


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2. 埋弧(hu)焊接


以焊(han)(han)(han)絲(si)作為電(dian)(dian)極,電(dian)(dian)極與母材之(zhi)間產生電(dian)(dian)弧(hu)并不斷地送敷焊(han)(han)(han)藥(yao)而(er)連續進(jin)行焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)方法,稱之(zhi)為埋弧(hu)焊(han)(han)(han)接(jie)。這種焊(han)(han)(han)接(jie)方法因其(qi)電(dian)(dian)弧(hu)肉眼看不到而(er)獲此(ci)名稱。焊(han)(han)(han)藥(yao)依靠電(dian)(dian)弧(hu)熱量成熔融焊(han)(han)(han)藥(yao)和熔渣(zha),后者將熔融金屬與大(da)氣隔離開來。使用(yong)(yong)大(da)電(dian)(dian)流可以高(gao)效率地進(jin)行焊(han)(han)(han)接(jie),一般是用(yong)(yong)于中厚板的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie),有時(shi)亦可用(yong)(yong)于薄(bo)板焊(han)(han)(han)接(jie)。因為焊(han)(han)(han)接(jie)過程中大(da)約損失15%的(de)(de)鉻,應(ying)當在焊(han)(han)(han)絲(si)和焊(han)(han)(han)藥(yao)中,設(she)法補充鉻的(de)(de)成分。埋弧(hu)焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)原(yuan)理圖如圖6-5所示。


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3. 氣體(ti)保護電弧焊(han)接(jie)(TIG焊(han)接(jie),MIG焊(han)接(jie))


TIG焊(han)接(jie)是用(yong)鎢(wu)(wu)(W)電(dian)(dian)(dian)極(ji)與(yu)母材之間產生(sheng)電(dian)(dian)(dian)弧,用(yong)氬(ya)(Ar)氣或氦(He)氣將(jiang)電(dian)(dian)(dian)弧與(yu)空(kong)(kong)氣隔離開來,電(dian)(dian)(dian)弧將(jiang)焊(han)絲(si)熔化完(wan)成(cheng)焊(han)接(jie)的方法。焊(han)槍采用(yong)水冷卻(que)方式和空(kong)(kong)氣冷卻(que)方式,鎢(wu)(wu)電(dian)(dian)(dian)極(ji)的尺寸大小(xiao)根據電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)和板厚來選定。焊(han)接(jie)機(ji)(電(dian)(dian)(dian)焊(han)機(ji))采用(yong)交流(liu)(liu)(AC)或直流(liu)(liu)(DC)都可(ke)以。一般情況下,不銹鋼的焊(han)接(jie),以直流(liu)(liu)(DC)占多(duo)數。選用(yong)直流(liu)(liu)時,鎢(wu)(wu)電(dian)(dian)(dian)極(ji)的消(xiao)耗量少(shao)。以提高焊(han)接(jie)效率為目的,要將(jiang)焊(han)絲(si)連接(jie)到負極(ji)上,如(ru)圖6-6所(suo)示(shi)。如(ru)果選用(yong)交流(liu)(liu),因鎢(wu)(wu)電(dian)(dian)(dian)極(ji)消(xiao)耗量大而(er)不適合(he)于不銹鋼焊(han)接(jie)。


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 MIG焊(han)(han)接(jie)是用(yong)氬(Ar)或氦(He)氣(qi)(qi)將電(dian)弧與空氣(qi)(qi)隔離開來(lai),同時在焊(han)(han)絲和(he)(he)母(mu)材之(zhi)間(jian)產(chan)生電(dian)弧的(de)焊(han)(han)接(jie)方法。與TIG焊(han)(han)接(jie)比較起來(lai),因(yin)為它(ta)可使(shi)用(yong)大電(dian)流,焊(han)(han)槍(qiang)要(yao)采用(yong)水冷卻方式(shi),焊(han)(han)絲直(zhi)徑一般的(de)采用(yong)1.2mm,1.6mm,2.0mm等(deng),生產(chan)效率高。MIG焊(han)(han)接(jie)電(dian)焊(han)(han)機要(yao)選用(yong)直(zhi)流(DC)的(de),和(he)(he)TIG焊(han)(han)接(jie)相反,要(yao)將焊(han)(han)絲接(jie)到(dao)正極(圖6-5)。


 TIG焊(han)接(jie)和(he)MIG焊(han)接(jie)都(dou)能在焊(han)接(jie)部(bu)分(fen)得(de)到(dao)高(gao)質量的(de)焊(han)接(jie)接(jie)頭,它容易(yi)實現自動化操作,因此廣泛地應用(yong)在汽車制造(zao)(zao)行業和(he)電機(ji)制造(zao)(zao)行業。


4. 二氧化碳氣體(ti)保護電弧焊接(jie)(MAG焊接(jie))


 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。


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5. 等離(li)子焊(han)接


等(deng)離子(zi)(zi)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)是在(zai)(zai)母材和鎢電(dian)極(ji)之(zhi)間產生電(dian)弧,利(li)用氣體(ti)冷卻(que)將(jiang)電(dian)弧拉細(xi),使在(zai)(zai)高溫離子(zi)(zi)化(hua)(hua)的(de)(de)條件下進行焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)方(fang)法。惰(duo)性氣體(ti)的(de)(de)作(zuo)用:一是離子(zi)(zi)化(hua)(hua);二是起保護作(zuo)用。這就(jiu)是和TIG焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)不同之(zhi)處(chu)。等(deng)離子(zi)(zi)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)可以進行熔融(rong)度較深的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie),焊(han)(han)(han)道(dao)寬度比較狹(xia)窄,熱影響很小,因此適(shi)合于不銹(xiu)鋼的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)。因為可以使小電(dian)流集中,使電(dian)弧易于控制,所以它亦適(shi)用于TIG焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)不可能的(de)(de)超薄(bo)板焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)。



6. 電子束焊接


電(dian)子束焊接(jie)是(shi)在高(gao)真(zhen)空(kong)中(zhong),使用電(dian)子束發射槍將(jiang)高(gao)速(su)的(de)電(dian)子束射向母材,利(li)用其(qi)沖擊熱而進(jin)行(xing)(xing)(xing)的(de)焊接(jie)方法(fa)。因(yin)為它(ta)是(shi)在高(gao)真(zhen)空(kong)中(zhong)進(jin)行(xing)(xing)(xing)操作(zuo),所(suo)(suo)以(yi)(yi)即便(bian)是(shi)和大氣容易起(qi)反應的(de)材料,也可以(yi)(yi)簡單地進(jin)行(xing)(xing)(xing)焊接(jie)。由(you)(you)于電(dian)子束的(de)磁透鏡作(zuo)用可以(yi)(yi)將(jiang)其(qi)拉細,使其(qi)能(neng)量集中(zhong),所(suo)(suo)以(yi)(yi)就可以(yi)(yi)對高(gao)熔點材料以(yi)(yi)及熔融(rong)較(jiao)深的(de)部位進(jin)行(xing)(xing)(xing)焊接(jie)。電(dian)子束焊接(jie)由(you)(you)于可以(yi)(yi)實現(xian)電(dian)子束輸出能(neng)量的(de)準確(que)控(kong)制,所(suo)(suo)以(yi)(yi),廣泛地應用在精密零件焊接(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(duan)裂(lie)-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(han)接缺陷與腐蝕-必須注(zhu)意因為氣孔(kong)(kong)、咬邊(bian)等輝(hui)接缺陷會(hui)造成孔(kong)(kong)腐蝕及縫(feng)間隙腐蝕。


 d. 惰性氣體保(bao)護-因為氧化(hua)皮是(shi)造成焊(han)(han)接部位腐蝕的原因之一,所以在焊(han)(han)接過程中使用(yong)氬等惰性氣體使之與空氣隔離。


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  利用(yong)材料的(de)(de)(de)電(dian)(dian)阻(zu)作用(yong),使電(dian)(dian)能轉換成熱能的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)方法稱為(wei)電(dian)(dian)阻(zu)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)。電(dian)(dian)阻(zu)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)中有點焊(han)(han)(han)(han)(han)、縫焊(han)(han)(han)(han)(han)(滾焊(han)(han)(han)(han)(han))、凸焊(han)(han)(han)(han)(han)和對焊(han)(han)(han)(han)(han)等(deng)方法。因(yin)為(wei)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)時需要(yao)大電(dian)(dian)流,所以焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)比(bi)較薄的(de)(de)(de)板材、管材及圓(yuan)鋼(gang)等(deng)可(ke)采用(yong)這種(zhong)方法。由于(yu)不銹(xiu)鋼(gang)比(bi)普通鋼(gang)電(dian)(dian)阻(zu)大電(dian)(dian)阻(zu)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)容易(yi)進行。因(yin)為(wei)馬氏體(ti)系列(lie),鐵素體(ti)系列(lie)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)自硬性,焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)溫度可(ke)能造成脆(cui)化,為(wei)此,有必(bi)要(yao)注意對材料及焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)條件的(de)(de)(de)選擇(圖6-8)。



8.  激光焊(han)接


以激光(guang)作(zuo)為(wei)(wei)熱源,形成聚光(guang)狀(zhuang)(zhuang)態下(xia)對材料進行照射,使其局部熔(rong)融(rong)后凝固,由此接(jie)合而成焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)方法,稱(cheng)為(wei)(wei)激光(guang)焊(han)接(jie)。作(zuo)為(wei)(wei)激光(guang)振蕩(dang)(dang)器,以二氧化碳使激光(guang)振蕩(dang)(dang)等(deng)稱(cheng)為(wei)(wei)二氧化碳激光(guang),YAG(釔(yi)鋁柘榴(liu)石)的(de)棒(bang)狀(zhuang)(zhuang)結(jie)晶(jing)使激光(guang)振蕩(dang)(dang)稱(cheng)為(wei)(wei)YAG激光(guang)。焊(han)接(jie)時(shi),為(wei)(wei)了防止氧化,使用氬或(huo)氮等(deng)作(zuo)為(wei)(wei)保護氣體覆蓋焊(han)接(jie)金屬熔(rong)池,對電弧與空氣進行隔離。


9. 釬焊(han)


使用比接合母(mu)材(cai)(cai)金屬(shu)熔(rong)融(rong)(rong)點低的(de)金屬(shu)或者是(shi)將這些合金作為熔(rong)融(rong)(rong)添(tian)加(jia)劑,不使母(mu)材(cai)(cai)金屬(shu)熔(rong)化而(er)進行(xing)接合的(de)方法稱為釬(han)焊(han)(han)(han)。添(tian)加(jia)的(de)金屬(shu)稱為釬(han)料,熔(rong)融(rong)(rong)溫度在450℃以(yi)(yi)上的(de)稱為“硬釬(han)焊(han)(han)(han)”,450℃以(yi)(yi)下(xia)的(de)稱為“軟釬(han)焊(han)(han)(han)”。有(you)時采用“銀釬(han)焊(han)(han)(han)”以(yi)(yi)及(ji)(ji)“錫釬(han)焊(han)(han)(han)”等(deng)等(deng)。如(ru)果要求具(ju)(ju)(ju)備耐腐蝕性時,則需具(ju)(ju)(ju)有(you)鎳(Ni)成分(fen)(fen)的(de)“銀釬(han)焊(han)(han)(han)”,如(ru)果要求具(ju)(ju)(ju)備耐熱(re)性時,則以(yi)(yi)Ni-Cr系列(lie),銅系列(lie),銀錳系列(lie)的(de)釬(han)料為適宜。釬(han)焊(han)(han)(han)方法分(fen)(fen)為火焰式釬(han)焊(han)(han)(han)、感應加(jia)熱(re)釬(han)焊(han)(han)(han)、電阻加(jia)熱(re)釬(han)焊(han)(han)(han)以(yi)(yi)及(ji)(ji)爐中(zhong)加(jia)熱(re)釬(han)焊(han)(han)(han)等(deng)。