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(fang)法及規范選擇
奧氏體不(bu)銹(xiu)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(xiu)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(er)、奧氏體不銹鋼(gang)焊接材料(liao)的選擇
奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼品種多,使用環境復雜多變,焊接(jie)材料(liao)的選擇是一項謹(jin)慎而又重要的工作。奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼選擇焊接(jie)材料(liao)的主(zhu)要依(yi)據(ju)是:
(1). 根據(ju)母材(cai)的主要(yao)化學成分選擇焊材(cai)。
(2). 焊(han)材(cai)(cai)的成分,特別是(shi)焊(han)接材(cai)(cai)料(liao)中的鉻、鎳合金元素(su)要高于母材(cai)(cai),例如(ru)18-8焊(han)接采用19-9焊(han)接材(cai)(cai)料(liao)等。
(3). 在可能(neng)的條件下,應采用含有少量(liang)(4%~12%)鐵素體的焊(han)接材料,保證(zheng)焊(han)縫良好的抗裂(lie)性能(neng)。
(4). 焊(han)縫中(zhong)不允許或不可(ke)能存在鐵素(su)體相時,焊(han)材應選用含鉬(mu)、錳等合金元素(su)的(de)焊(han)接材料。
(5) .焊材(cai)的碳、硫、磷、硅、鈮(ni)應盡可(ke)能(neng)低(di),特別(bie)是碳、硫、磷等元素(su)。鈮(ni)在純奧(ao)氏體(ti)焊縫中(zhong)會引起凝固裂紋,但焊縫中(zhong)有少量(liang)鐵素(su)體(ti),可(ke)以有效地(di)避免。
(6). 焊(han)后(hou)需要(yao)進行(xing)穩定化或消除應力處理(li)的焊(han)接(jie)結構,通常選(xuan)用含鈮(ni)的焊(han)接(jie)材(cai)料。如(ru):0Crl8Ni10Nb、0Cr18Ni12Mo2Nb等。
填充金(jin)屬如(ru)焊(han)(han)條、焊(han)(han)絲(si)(si)(si)等(deng),應根據(ju)被焊(han)(han)材料的(de)品種、規格(ge)及配(pei)合(he)的(de)不(bu)同焊(han)(han)接工(gong)藝(yi)來(lai)選(xuan)用。表2-3列(lie)出(chu)了在采用鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)(han)、熔化極氬弧(hu)焊(han)(han)、等(deng)離子(zi)弧(hu)焊(han)(han)及埋弧(hu)焊(han)(han)時,常用的(de)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼焊(han)(han)絲(si)(si)(si)型號(hao)。常用藥芯(xin)焊(han)(han)絲(si)(si)(si)型號(hao)及化學成分見表2-4,而表2-5則(ze)是(shi)藥芯(xin)焊(han)(han)絲(si)(si)(si)所(suo)用的(de)保(bao)護(hu)氣體(ti)及分級標準。藥芯(xin)焊(han)(han)絲(si)(si)(si)與實心焊(han)(han)絲(si)(si)(si)相比,最大的(de)優點之一(yi)是(shi)能嚴(yan)格(ge)地滿足不(bu)同的(de)鐵(tie)素體(ti)含量(liang)要求;其(qi)二是(shi)可(ke)以無外(wai)保(bao)護(hu)氣體(ti),即自保(bao)護(hu)的(de)藥芯(xin)焊(han)(han)絲(si)(si)(si)。



埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)常用(yong)于奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)中厚板(ban)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接,有時(shi)也可用(yong)于薄(bo)板(ban)焊(han)(han)(han)接。在(zai)埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接過程中,鉻、鎳元素(su)的(de)(de)(de)燒損可通過焊(han)(han)(han)劑(ji)和焊(han)(han)(han)絲中合(he)金元素(su)的(de)(de)(de)過渡得到補充。由(you)于埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)熔深大(da),應(ying)注意防止焊(han)(han)(han)縫中心區(qu)熱裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)產生和執響(xiang)區(qu)耐腐蝕性的(de)(de)(de)降低。
奧(ao)(ao)氏體不銹鋼熱裂敏感性大(da),這就要求焊(han)縫(feng)金屬成分(fen)大(da)致與母材(cai)成分(fen)匹配,同(tong)時應控制焊(han)縫(feng)中鐵素體的含(han)量。對(dui)長期在高(gao)溫下工作的焊(han)件,焊(han)縫(feng)中鐵素體含(han)量應不大(da)于5%。大(da)多數奧(ao)(ao)氏體不銹鋼可采用埋弧(hu)焊(han)焊(han)接,焊(han)絲(si)應選用低硅、低硫、低磷,成分(fen)與母材(cai)相近的焊(han)絲(si)。
對鉻、鎳含量大于20%的(de)(de)奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang),為提高其(qi)抗裂性(xing)能,可(ke)選(xuan)用(yong)(yong)高錳(6%~8%)焊(han)(han)絲(si),焊(han)(han)劑應選(xuan)用(yong)(yong)堿性(xing)或(huo)中性(xing)焊(han)(han)劑,以防止向焊(han)(han)縫(feng)中增硅(gui)。奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)專用(yong)(yong)焊(han)(han)劑增硅(gui)極少,還可(ke)以向焊(han)(han)縫(feng)過渡合(he)金,補償(chang)合(he)金元素的(de)(de)燒損,可(ke)以滿(man)足(zu)焊(han)(han)縫(feng)性(xing)能和化學成分(fen)的(de)(de)要求(qiu)。奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)埋弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)時應注意選(xuan)擇(ze)較細的(de)(de)焊(han)(han)絲(si)和較小(xiao)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)線能量。
三、焊(han)接奧氏體(ti)不銹鋼時應特別注意的要點
(1). 打磨所使用的砂輪片只能專用于打磨不(bu)(bu)銹鋼(gang);所用的鋼(gang)絲(si)刷及(ji)清除焊渣的工具一律皆(jie)由不(bu)(bu)銹鋼(gang)制成(cheng);不(bu)(bu)銹鋼(gang)件(jian)表面不(bu)(bu)允許暴露在(zai)火焰加工處,否則(ze)將損壞(huai)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的耐腐蝕性。
(2). 焊接(jie)操作(zuo)時(shi),應用(yong)短弧。在用(yong)氣體(ti)保(bao)護焊時(shi),惰性氣體(ti)保(bao)護必須良好。當用(yong)實(shi)芯焊絲作(zuo)為(wei)熔化(hua)極(ji)焊接(jie)不(bu)銹(xiu)鋼時(shi),保(bao)護氣體(ti)不(bu)宜用(yong)含(han)二氧化(hua)碳(tan)的混(hun)合氣;而藥(yao)芯焊絲由于有渣保(bao)護,不(bu)會因二氧化(hua)碳(tan)氣而增(zeng)加焊縫的含(han)碳(tan)量。
(3). 一般不預熱,只(zhi)有特別厚的(de)構件在焊接前才預熱100℃~150℃。
(4). 在焊接中(zhong),層間溫度應嚴(yan)格控制,要≤150℃。
(5). 應盡可能用(yong)較小的線能量(liang)進(jin)行焊接(jie)。
(6). 反面成(cheng)型(xing)的氣(qi)體保護焊,焊根側必(bi)須用還原氣(qi)或(huo)純氬保護。
(7). 考慮到確保焊(han)(han)縫中經(jing)計算后預先確定(ding)的鐵(tie)素體含量(liang),應(ying)當用鐵(tie)素體測定(ding)儀復測焊(han)(han)縫中的實際鐵(tie)素體含量(liang)。一般母材的熔化量(liang)應(ying)控(kong)制在整個(ge)焊(han)(han)縫斷面面積(ji)的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,以防止晶間腐蝕。
(9). 由于奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼的收(shou)縮變形大(da),故在夾緊裝(zhuang)置與(yu)定位焊上皆應加強(qiang)。
(10). 不允許在工(gong)件坡口處(chu)有電弧擦傷(shang)母材的痕跡。
(11). 為確保(bao)焊(han)接接頭的(de)耐(nai)腐(fu)蝕性,其(qi)表面應(ying)呈光(guang)亮狀,殘渣、焊(han)縫的(de)顏色等皆應(ying)去(qu)除(chu),去(qu)除(chu)的(de)辦(ban)(ban)法是砂輪打磨、酸(suan)洗(xi)(xi)(xi)、噴丸、刷洗(xi)(xi)(xi)或拋光(guang)。表面粗糙(cao)度(du)愈小,其(qi)耐(nai)蝕性就愈高。表面酸(suan)洗(xi)(xi)(xi)可用各種(zhong)酸(suan)洗(xi)(xi)(xi)液或酸(suan)洗(xi)(xi)(xi)膏(gao),根據其(qi)規定(ding)的(de)酸(suan)洗(xi)(xi)(xi)時間(jian),再用清潔水加以(yi)沖洗(xi)(xi)(xi)干凈。去(qu)除(chu)焊(han)后的(de)顏色時,最好的(de)辦(ban)(ban)法是用石英砂進(jin)行磨刷。
(12). 修(xiu)復焊接(jie)前,也應酸洗坡口表面(mian)。但由于(yu)舊構件(jian)表面(mian)粗糙,故最(zui)好(hao)酸洗之后現對表面(mian)進(jin)行鈍化處理,然后用清水沖洗干凈。
(13). 噴丸(wan)處理時只(zhi)允許(xu)用石(shi)英(ying)砂或不銹鋼顆粒。經噴丸(wan)處理后的(de)表面有金屬光(guang)澤,但表面過于粗(cu)糙(cao)者,應再做(zuo)鈍(dun)化處理。
(14). 在焊接(jie)中,為(wei)加快焊縫(feng)冷卻速(su)度,推薦采用(yong)起(qi)淬冷作用(yong)的銅墊塊。

