鉻鎳(nie)奧氏體(ti)不銹鋼工(gong)藝特點如下:
1. 接頭形式及裝配
等(deng)離子(zi)弧焊的通(tong)用接頭(tou)是對接接頭(tou),板厚≤8mm采(cai)用I形(xing)(xing)坡口,隨著厚度增(zeng)加可采(cai)用單(dan)面V形(xing)(xing)或U形(xing)(xing)以及雙面V形(xing)(xing)和U形(xing)(xing)坡口,從(cong)一(yi)側或兩側進行單(dan)道或多道焊。此外,也適于角接和T形(xing)(xing)接頭(tou)的焊接。
焊接厚(hou)度(du)(du)在(zai)0.05~1.6mm之間時,通常用微束等(deng)離子弧(hu)焊以熔(rong)透法焊接。對(dui)于厚(hou)度(du)(du)在(zai)0.05~0.25mm的(de)工(gong)件一般用卷(juan)邊(bian)接頭(tou)(tou)。接頭(tou)(tou)可(ke)在(zai)折邊(bian)機(ji)上制備,卷(juan)邊(bian)高度(du)(du)與(yu)板(ban)(ban)厚(hou)有關。厚(hou)度(du)(du)<0.8mm薄板(ban)(ban)I形坡口對(dui)接和卷(juan)邊(bian)對(dui)接裝配(pei)與(yu)夾緊要求(qiu)如(ru)圖3-1和表3-20所(suo)示。薄板(ban)(ban)(厚(hou)度(du)(du)<0.8mm)端面接頭(tou)(tou)的(de)裝配(pei)要求(qiu)如(ru)圖3-2所(suo)示。
板厚在(zai)1.6~3mm之間推薦采用鎢極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)。厚度大于(yu)3mm的焊(han)(han)(han)件,可(ke)用I形坡口(kou)以小孔法等離子弧(hu)焊(han)(han)(han)技術(shu)單面一次焊(han)(han)(han)成。當厚度較大(>8mm)的焊(han)(han)(han)件采用開坡口(kou)對接時,因等離子弧(hu)焊(han)(han)(han)的熔(rong)深比鎢極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)大,接頭的鈍(dun)邊可(ke)加大。
等離子弧焊(han)的起弧處坡口(kou)邊緣必須緊密接(jie)觸,之間(jian)(jian)的間(jian)(jian)隙不應超過金屬(shu)厚(hou)度的10%。若難(nan)以(yi)保證此公差(cha)時,需添加填充金屬(shu)。用小孔(kong)法焊(han)接(jie)時,焊(han)接(jie)熔池是靠液(ye)態金屬(shu)的表面張力支(zhi)托(tuo),可以(yi)不需要起激冷作用和支(zhi)托(tuo)作用的襯墊。但為(wei)了保護底(di)層熔化金屬(shu)不受(shou)大(da)氣(qi)污染,在焊(han)接(jie)不銹鋼時在焊(han)縫背(bei)面要求用保護氣(qi)進行保護。
如圖(tu)3-3所示為(wei)小孔焊接對(dui)接接頭用(yong)(yong)的襯墊。它(ta)有一較深的通(tong)氣槽,兩邊可以(yi)支托工(gong)件使之對(dui)齊。槽內通(tong)入(ru)對(dui)焊縫(feng)背面(mian)起保護作用(yong)(yong)的氣體。這(zhe)也為(wei)等離子體射流提供了一個(ge)排出(chu)空間。
2. 等離子弧焊工(gong)藝參數(shu)的選擇
①. 焊接電流
焊(han)(han)接(jie)電流(liu)是根據板厚或熔透要求來選(xuan)定(ding)的(de)(de)。焊(han)(han)接(jie)電流(liu)過(guo)(guo)小(xiao),難于形成(cheng)小(xiao)孔(kong)效應;焊(han)(han)接(jie)電流(liu)增大(da),等離子(zi)(zi)弧穿透力增大(da),但電流(liu)過(guo)(guo)大(da)會(hui)造成(cheng)熔池(chi)金(jin)屬因(yin)小(xiao)孔(kong)直徑過(guo)(guo)大(da)而墜(zhui)落,難以(yi)形成(cheng)合格焊(han)(han)縫,甚(shen)至引起雙弧,損傷噴嘴(zui)并破壞焊(han)(han)接(jie)過(guo)(guo)程穩(wen)定(ding)性。因(yin)此,在噴嘴(zui)結構確定(ding)后,為了獲得(de)穩(wen)定(ding)的(de)(de)小(xiao)孔(kong)焊(han)(han)接(jie)過(guo)(guo)程,焊(han)(han)接(jie)電流(liu)只(zhi)能在某一個合適的(de)(de)范圍內選(xuan)擇,而且這個范圍與離子(zi)(zi)氣的(de)(de)流(liu)量有關(guan)。
②. 焊(han)接速度
焊(han)接(jie)(jie)速(su)(su)(su)度應(ying)根據(ju)等離子氣流量及(ji)焊(han)接(jie)(jie)電(dian)流來選擇。其他條件一(yi)定時,如(ru)果焊(han)接(jie)(jie)速(su)(su)(su)度增大,焊(han)接(jie)(jie)熱(re)輸(shu)入減小(xiao),小(xiao)孔(kong)直徑隨之減小(xiao),直至消失,失去小(xiao)孔(kong)效應(ying)。如(ru)果焊(han)接(jie)(jie)速(su)(su)(su)度太(tai)低,母材過熱(re),小(xiao)孔(kong)擴(kuo)大,熔池金屬容易墜落,甚至造成焊(han)縫塌陷(xian)、熔池泄漏現象。因(yin)此,焊(han)接(jie)(jie)速(su)(su)(su)度、離子氣流量及(ji)焊(han)接(jie)(jie)電(dian)流等這三個工藝參數應(ying)相互配合。
③. 噴(pen)嘴離(li)工件的距離(li)
噴嘴離工件的(de)距離過大,熔(rong)透能力降(jiang)低;距離過小易(yi)造(zao)成噴嘴被飛濺堵塞,破壞噴嘴正常工作。噴嘴離工件距離一般取3~8mm.和鎢極氬弧焊相(xiang)比,噴嘴距離變化對(dui)焊接質量的(de)影響不(bu)太敏感。
④. 等離子氣及(ji)流量
等(deng)(deng)離(li)子氣(qi)及保護(hu)氣(qi)體(ti)通(tong)常(chang)根據(ju)被(bei)焊金屬及電(dian)流大小來(lai)選擇。大電(dian)流等(deng)(deng)離(li)子焊接時,等(deng)(deng)離(li)子氣(qi)及保護(hu)氣(qi)體(ti)通(tong)常(chang)采用相同氣(qi)體(ti),否(fou)則電(dian)弧的(de)穩定性將(jiang)變差(cha)。小電(dian)流等(deng)(deng)離(li)子弧焊焊接通(tong)常(chang)采用純(chun)氬(ya)氣(qi)做等(deng)(deng)離(li)子氣(qi)。這時因為(wei)氬(ya)氣(qi)的(de)電(dian)離(li)電(dian)位(wei)較(jiao)低,可保證電(dian)弧引燃容(rong)易。
等(deng)(deng)離(li)子(zi)氣流(liu)(liu)量(liang)決定了(le)等(deng)(deng)離(li)子(zi)流(liu)(liu)力(li)和(he)熔(rong)(rong)透能力(li)。等(deng)(deng)離(li)子(zi)氣的流(liu)(liu)量(liang)越大(da),熔(rong)(rong)透能力(li)越大(da)。但等(deng)(deng)離(li)子(zi)氣流(liu)(liu)量(liang)過大(da)會(hui)使小孔直(zhi)徑過大(da)而不能保證(zheng)焊縫成形。因此(ci),應(ying)根據(ju)噴嘴(zui)直(zhi)徑、等(deng)(deng)離(li)子(zi)氣的種類、焊接(jie)電流(liu)(liu)及(ji)焊接(jie)速度選擇適當(dang)的等(deng)(deng)離(li)子(zi)氣流(liu)(liu)量(liang)。利用(yong)熔(rong)(rong)入法焊接(jie)時(shi),應(ying)適當(dang)降低(di)等(deng)(deng)離(li)子(zi)氣流(liu)(liu)量(liang),以(yi)減小等(deng)(deng)離(li)子(zi)流(liu)(liu)力(li)。
保(bao)護氣(qi)(qi)(qi)(qi)體流量(liang)應(ying)根據焊(han)接電流及等離(li)子氣(qi)(qi)(qi)(qi)流量(liang)來(lai)選擇。在一定(ding)的等離(li)子氣(qi)(qi)(qi)(qi)流量(liang)下,保(bao)護氣(qi)(qi)(qi)(qi)體流量(liang)太(tai)大會導(dao)致氣(qi)(qi)(qi)(qi)流的紊亂,影響電弧穩定(ding)性和(he)保(bao)護效(xiao)(xiao)果。而(er)保(bao)護氣(qi)(qi)(qi)(qi)流量(liang)太(tai)小,保(bao)護效(xiao)(xiao)果也不好(hao),因(yin)此,保(bao)護氣(qi)(qi)(qi)(qi)體流量(liang)應(ying)與(yu)等離(li)子氣(qi)(qi)(qi)(qi)流量(liang)保(bao)持適當的比例。
小(xiao)孔型(xing)(xing)焊接(jie)保護(hu)氣體流(liu)量一(yi)般(ban)在15~30L/min范圍內。采用較(jiao)小(xiao)的(de)等離(li)(li)子(zi)氣流(liu)量焊接(jie)時(shi),電弧(hu)的(de)等離(li)(li)子(zi)流(liu)力(li)減小(xiao),電弧(hu)的(de)穿透力(li)降低,只能(neng)熔(rong)化(hua)工件,不能(neng)形(xing)(xing)成小(xiao)孔,焊縫成形(xing)(xing)過程與鎢(wu)極氬弧(hu)焊相(xiang)似。這種(zhong)方法(fa)稱為熔(rong)人型(xing)(xing)等離(li)(li)子(zi)弧(hu)焊接(jie),適用于薄板、多層焊的(de)蓋面(mian)焊及角焊縫的(de)焊接(jie)。
⑤. 引弧與收弧
板(ban)厚小(xiao)(xiao)于3mm時,可直(zhi)接(jie)在(zai)(zai)工件(jian)上(shang)引(yin)弧(hu)和(he)收弧(hu)。利用(yong)穿孔(kong)法等(deng)離子(zi)弧(hu)焊接(jie)厚板(ban)時,引(yin)弧(hu)及收弧(hu)處容易產生氣(qi)孔(kong)、下凹等(deng)缺陷。對于平直(zhi)焊縫,可采用(yong)增加引(yin)弧(hu)板(ban)和(he)收弧(hu)板(ban)來解決這個(ge)問題(ti)。先(xian)在(zai)(zai)引(yin)弧(hu)板(ban)上(shang)形(xing)成小(xiao)(xiao)孔(kong),然(ran)后再過渡到工件(jian)上(shang)去,焊接(jie)結束(shu)前將小(xiao)(xiao)孔(kong)閉合在(zai)(zai)收弧(hu)板(ban)上(shang)。
大(da)厚度(du)的環縫,不便(bian)加引(yin)弧板和收弧板時,應(ying)采取焊接電(dian)流(liu)和離子(zi)氣遞(di)增(zeng)和遞(di)減(jian)的方法在工(gong)件上(shang)引(yin)弧,完(wan)成引(yin)弧建(jian)立小孔并(bing)利用電(dian)流(liu)和等離子(zi)氣流(liu)量衰減(jian)法來收弧閉合小孔。
⑥. 接(jie)頭形式和裝配要求(qiu)
工(gong)件厚度(du)(du)小于表3-20列舉(ju)的厚度(du)(du)時(shi),采取I形坡(po)口,用穿孔法(fa)單面(mian)焊雙面(mian)成形一次(ci)焊透(tou)。工(gong)件厚度(du)(du)大于表3-20列舉(ju)的數(shu)值時(shi),根(gen)據厚度(du)(du)不同,可開V形、U形或雙V形、雙U形坡(po)口。
工件厚度小于(yu)(yu)1.6mm,采(cai)用微束等(deng)離子(zi)弧焊時,接頭形式有:對接、卷(juan)(juan)邊對接、卷(juan)(juan)邊角接、端面(mian)接頭。當厚度小于(yu)(yu)0.8mm時,接頭裝配要求列于(yu)(yu)表3-21。
3. 奧氏(shi)體不銹鋼等離子弧焊的(de)工藝(yi)要(yao)點
①. 大(da)電流等離子弧焊一般用(yong)于(yu)對接(jie)接(jie)頭,材(cai)料厚(hou)度小于(yu)8mm時可(ke)一次熔透(tou),對接(jie)接(jie)頭的裝配間隙(xi)和錯(cuo)邊量不得大(da)于(yu)0.5mm.
②. 焊接接頭焊前應仔(zi)細清(qing)洗干(gan)凈。當采用微束(shu)等(deng)離子弧焊時(shi),對焊件的清(qing)洗要求更加嚴格(ge),工(gong)件越(yue)小、越(yue)薄,清(qing)洗要求越(yue)高(gao)。
③. 在背(bei)面的保(bao)護氬氣中適量(liang)加(jia)(jia)入二氧化(hua)碳能在熔池(chi)背(bei)面形成鉻(ge)的氧化(hua)物,增加(jia)(jia)表(biao)面張力,防(fang)止(zhi)(zhi)熔池(chi)泄漏,也可采用水冷銅墊板防(fang)止(zhi)(zhi)泄漏。
④. 多層焊(han)的(de)第(di)一(yi)道(dao)焊(han)縫采用穿(chuan)透(tou)法焊(han)接(jie),然后可(ke)用熔(rong)透(tou)法或(huo)其(qi)他焊(han)接(jie)方法將焊(han)縫焊(han)完(wan)。
⑤. 當要求焊(han)(han)縫(feng)有加強高時,需向熔池加入填充(chong)焊(han)(han)絲(si),焊(han)(han)絲(si)的直(zhi)徑可在(zai)0.8~1.2mm之間選(xuan)擇。
4. 奧氏體不銹(xiu)鋼等離子弧焊的工藝參數
①. 穿孔型等離子(zi)弧焊(han)工藝參數
焊接板(ban)厚在1~8mm之間的不銹鋼,可通過(guo)選(xuan)擇較(jiao)大的焊接電流(liu)及等(deng)(deng)離(li)子(zi)流(liu),使(shi)等(deng)(deng)離(li)子(zi)弧(hu)(hu)具(ju)有較(jiao)大的能(neng)量密度及等(deng)(deng)離(li)子(zi)流(liu)力,將焊接工(gong)件被(bei)完全(quan)熔透并(bing)在等(deng)(deng)離(li)子(zi)流(liu)的作用下形成一個貫穿工(gong)件的小孔(kong),熔化金屬被(bei)排擠在小孔(kong)的周(zhou)圍。隨著(zhu)(zhu)等(deng)(deng)離(li)子(zi)流(liu)在焊接方向(xiang)移(yi)(yi)動,熔化金屬沿電弧(hu)(hu)周(zhou)圍熔池(chi)壁向(xiang)熔池(chi)后方移(yi)(yi)動并(bing)結晶成焊縫,而小孔(kong)隨著(zhu)(zhu)等(deng)(deng)離(li)子(zi)弧(hu)(hu)向(xiang)前移(yi)(yi)動。
不(bu)銹(xiu)鋼穿(chuan)孔型等離子弧焊工藝參(can)數見表3-22
②. 熔透型等離子弧焊工藝參數
中(zhong)、小電流等(deng)(deng)離(li)(li)子弧(hu)焊一般都采用熔(rong)(rong)透型(xing)焊接(jie)技(ji)術,工藝參(can)數與穿孔型(xing)等(deng)(deng)離(li)(li)子弧(hu)焊類似(si)(si),主(zhu)要參(can)數的(de)選定應注意(yi)熔(rong)(rong)透型(xing)等(deng)(deng)離(li)(li)子弧(hu)焊的(de)工藝特點(dian)。主(zhu)要是焊接(jie)時熔(rong)(rong)池(chi)上(shang)不需形(xing)成(cheng)小孔,焊縫成(cheng)形(xing)過(guo)程(cheng)與鎢極氬弧(hu)焊相(xiang)似(si)(si),只需考(kao)慮熔(rong)(rong)深和(he)熔(rong)(rong)寬。
不銹(xiu)鋼熔(rong)透型等離子弧(hu)焊工藝參數見表(biao)3-23
③. 微束等離子(zi)弧焊工(gong)藝
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)微束等離子弧焊工藝(yi)參數見表 3-24.
④. 脈(mo)沖等離(li)子弧(hu)焊工藝參數(shu)
脈(mo)沖等(deng)離子弧(hu)焊(han)(han)的過程與脈(mo)沖焊(han)(han)相似,每(mei)一(yi)(yi)(yi)次脈(mo)沖電流(liu)在焊(han)(han)件上形(xing)成(cheng)(cheng)一(yi)(yi)(yi)個焊(han)(han)點,每(mei)個焊(han)(han)點相互重(zhong)疊一(yi)(yi)(yi)部分(fen)便連成(cheng)(cheng)焊(han)(han)縫。一(yi)(yi)(yi)般采用方(fang)波或梯形(xing)波直流(liu)脈(mo)沖電源。
脈沖等離子焊機一般采用頻率為50Hz以下(xia)的脈沖弧焊電源。與(yu)一般等離子焊相比,脈沖等離子焊的優點是(shi):
a. 焊接過(guo)程更穩定;
b. 焊接線能量易于(yu)控(kong)制,能夠更好地(di)控(kong)制熔池(chi),保(bao)證良好的焊縫(feng)成形;
c. 焊接(jie)熱影響區小,焊接(jie)變形小;
d. 脈(mo)沖電弧具有(you)攪(jiao)拌作(zuo)用(yong),有(you)利于細化晶(jing)粒,降低裂紋的敏感性;
e. 可進行全位(wei)置焊接。
脈沖等離子弧焊的工藝參數有:脈沖電流(Ip)、基值電流(Ib)、脈沖頻率(f)、脈寬比Tp/(tp+tb)。脈沖等離子弧焊適用于管道的全位置焊、薄壁構件以及熱敏感性強的材料的焊接。
不銹鋼脈沖(chong)等(deng)離子(zi)弧焊(han)工藝參數見表(biao)3-25.