奧(ao)氏體不銹鋼在物理性能、化學成分等方面與結構鋼存在較大差異,因而奧氏體(ti)不銹鋼焊接工藝有其特點。
1. 焊接方法及規(gui)范選擇
奧氏體不銹鋼可用鎢(wu)極氬弧焊(han)(TIG)、熔(rong)化極氬弧焊(han)(MIG)、等離子弧(hu)焊(PAW)及埋弧焊(SAW)等方法進行焊接。
奧氏體不銹鋼焊接(jie),因(yin)為其熔點低、熱導率小、電阻系(xi)數大,焊接(jie)時母材和(he)焊接(jie)材料都容易(yi)被加(jia)熱、熔化,所(suo)以使(shi)用的(de)(de)焊接(jie)電流比(bi)較小,只是普通碳鋼的(de)(de)80%左(zuo)右。同時應(ying)采用窄(zhai)焊縫(feng)(feng)、窄(zhai)焊道(dao),減少(shao)高(gao)溫停留時間,防止(zhi)碳化物析出影響耐(nai)腐蝕性,減少(shao)焊縫(feng)(feng)收(shou)縮應(ying)力(li),降低熱裂紋敏(min)感性。
2. 奧氏體(ti)不銹鋼焊接(jie)材料(liao)的選擇
奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)品種多,使(shi)用環境復雜多變(bian),焊(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)的(de)選擇是(shi)一(yi)項謹慎而又(you)重(zhong)要的(de)工作。奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)選擇焊(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)的(de)主(zhu)要依據(ju)是(shi):根據(ju)母材(cai)的(de)主(zhu)要化(hua)學成(cheng)分(fen)選擇焊(han)(han)材(cai)。
①. 填充金屬(shu)如焊(han)條、焊(han)絲(si)等,應根據被焊(han)材料的品種、規格(ge)及(ji)配合(he)的不同焊(han)接工(gong)藝(yi)來選用。表(biao)6-3列出在采(cai)用鎢極氬弧(hu)焊(han)、熔化極氬弧(hu)焊(han)、等離子弧(hu)焊(han)及(ji)埋弧(hu)焊(han)時,常(chang)用的奧氏體不銹鋼(gang)焊(han)絲(si)型號(hao)。
②. 焊材的成分,特別是(shi)焊接(jie)(jie)材料中的Cr、Ni合(he)金元素要高于母材,例如18-8焊接(jie)(jie)采用19-9焊接(jie)(jie)材料等。
③. 在可(ke)能(neng)的條(tiao)件下,應采(cai)用含有(you)少量(4%~12%)鐵素(su)體的焊接材料,保證焊縫(feng)良(liang)好的抗裂性能(neng)。
④. 焊(han)縫中(zhong)不允(yun)許或不可能(neng)存在鐵(tie)素體相(xiang)時,焊(han)材(cai)應選(xuan)用(yong)含Mo、Mn等合金元(yuan)素的焊(han)接材(cai)料(liao)。
⑤. 焊材的C、S、P、Si、Nb應盡可能(neng)低(di),特別是(shi)C、S、P等元素。Nb在(zai)純奧氏體焊縫中會引起凝固裂紋,但焊縫中有少量鐵素體,可以(yi)有效地(di)避免。
⑥. 焊后需要進(jin)行(xing)穩(wen)定化(hua)或消除應力處理的(de)焊接結構(gou),通常(chang)選(xuan)用(yong)含Nb的(de)焊接材料。如06Cr18Ni10Nb、06Cr18Nil2Mo2Nb等。常(chang)用(yong)藥芯焊絲型(xing)號及(ji)化(hua)學成(cheng)分(%),見表6-4。
藥芯焊絲用保護氣體,見表6-5。
埋弧(hu)焊(han)(han)常于奧氏(shi)體不銹鋼中厚板的(de)焊(han)(han)接(jie),有(you)時也(ye)可(ke)(ke)用于薄板焊(han)(han)接(jie)。在埋弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)過程中,Cr、Ni元素的(de)燒(shao)損(sun)可(ke)(ke)通過焊(han)(han)劑和焊(han)(han)絲(si)中合金(jin)元素的(de)過渡得(de)到補充。由于埋弧(hu)焊(han)(han)的(de)熔深大,應注意(yi)防止(zhi)焊(han)(han)縫中心區熱裂紋(wen)的(de)產生和熱影響區耐腐蝕性的(de)降低。
奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)熱裂敏(min)感性(xing)(xing)大(da)(da),這(zhe)就要求焊(han)(han)縫金屬成分(fen)大(da)(da)致與母(mu)材(cai)成分(fen)匹配,同時應(ying)控(kong)制焊(han)(han)縫中(zhong)鐵(tie)素體(ti)(ti)的(de)(de)含(han)量。對長期在高溫下工作的(de)(de)焊(han)(han)件(jian),焊(han)(han)縫中(zhong)鐵(tie)素體(ti)(ti)含(han)量應(ying)不(bu)(bu)大(da)(da)于5%.大(da)(da)多(duo)數奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)可(ke)(ke)采用(yong)埋弧焊(han)(han)焊(han)(han)接,焊(han)(han)絲應(ying)選用(yong)低(di)Si、低(di)S、低(di)P,成分(fen)與母(mu)材(cai)相近的(de)(de)焊(han)(han)絲。對Cr、Ni含(han)量大(da)(da)于20%的(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang),為提高其抗裂性(xing)(xing)能(neng),可(ke)(ke)選用(yong)高Mn(6%~8%)焊(han)(han)絲,焊(han)(han)劑應(ying)選用(yong)堿性(xing)(xing)或中(zhong)性(xing)(xing)焊(han)(han)劑,以防止向(xiang)焊(han)(han)縫中(zhong)增(zeng)(zeng)Si。奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)專用(yong)焊(han)(han)劑增(zeng)(zeng)Si極(ji)少,還可(ke)(ke)以向(xiang)焊(han)(han)縫過渡合金,補償合金元素的(de)(de)燒(shao)損,可(ke)(ke)以滿足焊(han)(han)縫性(xing)(xing)能(neng)和化學(xue)成分(fen)的(de)(de)要求。奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)埋弧焊(han)(han)焊(han)(han)接時,應(ying)注意選擇(ze)較細的(de)(de)焊(han)(han)絲和較小的(de)(de)焊(han)(han)接線能(neng)量。
3. 焊接奧氏體(ti)不銹鋼時的(de)注意要點(dian)
①. 打(da)磨(mo)所(suo)使用的(de)砂輪片只能專用于打(da)磨(mo)不銹(xiu)鋼(gang);所(suo)用的(de)鋼(gang)絲刷及清除焊(han)渣的(de)工(gong)具一律皆由不銹(xiu)鋼(gang)制成;不銹(xiu)鋼(gang)件表面不允許暴露在火焰加工(gong)處,否則將損壞不銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐腐蝕(shi)性。
②. 焊(han)接操(cao)作時(shi),應用短弧。在用氣(qi)(qi)體(ti)保(bao)護焊(han)時(shi),惰性(xing)氣(qi)(qi)體(ti)保(bao)護必(bi)須(xu)良好。當用實芯(xin)焊(han)絲(si)作為熔(rong)化極焊(han)接不銹鋼(gang)時(shi),保(bao)護氣(qi)(qi)體(ti)不宜用含CO2的(de)混合氣(qi)(qi);而(er)藥(yao)芯(xin)焊(han)絲(si)由于有渣保(bao)護,不會因CO2氣(qi)(qi)而(er)增加焊(han)縫的(de)含碳量。
③. 一般不預(yu)(yu)熱(re),只有(you)特別厚的構(gou)件(jian)在(zai)焊接前(qian)才預(yu)(yu)熱(re)100~150℃.
④. 在(zai)焊(han)接中,層間溫度應嚴格(ge)控制(≤150℃).
⑤. 應盡(jin)可能用較小的線能量進行(xing)焊(han)接。
⑥. 反(fan)面成型的氣體保護焊,焊根側必須用還性氣體或純(chun)氬保護。
⑦. 考慮到(dao)確保焊縫中經計算后(hou)預先確定(ding)的(de)鐵素(su)體(ti)含量,應當(dang)用鐵素(su)體(ti)測定(ding)儀(yi)復(fu)測焊縫中的(de)實際鐵素(su)體(ti)含量。一般母(mu)材的(de)熔化量應控(kong)制(zhi)在整(zheng)個(ge)焊縫斷(duan)面(mian)面(mian)積的(de)35%以(yi)下。
⑧. 對于加(jia)入(ru)穩定(ding)劑以穩定(ding)碳的奧(ao)氏體不銹鋼,建議用超低碳不含(han)穩定(ding)劑的填充材料(liao),反之亦然,以防(fang)止(zhi)晶間腐(fu)蝕(shi)。
⑨. 由于奧(ao)氏體不銹鋼受熱變形大,應(ying)加強(qiang)焊(han)件夾緊與定(ding)位(wei)焊(han)。
⑩. 不允許在工件(jian)坡口處有電弧擦傷母(mu)材(cai)的(de)痕跡。
?. 為確保焊接接頭的耐腐蝕性,其表(biao)面(mian)應(ying)(ying)呈光亮(liang)狀;殘渣、焊縫(feng)的顏色(se)等皆應(ying)(ying)去除,去除的辦法是砂(sha)輪打磨、酸(suan)洗(xi)、噴丸、刷洗(xi)或拋光。因為表(biao)面(mian)愈(yu)平整光滑,其耐蝕性就愈(yu)高。表(biao)面(mian)酸(suan)洗(xi)可用相應(ying)(ying)酸(suan)洗(xi)液或酸(suan)洗(xi)膏,在其規定的時間內完成酸(suan)洗(xi),再用清潔水加以沖(chong)洗(xi)。在去除焊后的顏色(se)時,最(zui)好的辦法是用石英砂(sha)進行噴丸處理(li)。
?. 修復焊前,修焊處(chu)表面(mian)也應酸(suan)(suan)洗。酸(suan)(suan)洗之后應對(dui)表面(mian)進行鈍化處(chu)理,然后用清水沖洗干凈,方可進行修復焊接。
?. 噴(pen)丸處理(li)(li)時只允許用(yong)石英(ying)砂(sha)或不(bu)銹鋼丸粒。經噴(pen)丸處理(li)(li)后的表面(mian)有金屬光澤(ze),但(dan)表面(mian)過于粗糙(cao)者,應(ying)再做酸洗、鈍化處理(li)(li)。
?. 在焊(han)接(jie)中,為加快焊(han)縫冷卻速度,推薦采用(yong)起(qi)淬冷作(zuo)用(yong)的銅墊塊。
奧氏體不(bu)銹鋼埋(mai)弧焊(han)焊(han)絲及焊(han)劑選用,見表6-3。