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、焊接方法及規范選擇(ze)


  奧氏體(ti)不銹(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。


  奧氏體不銹鋼焊接,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(bu)銹鋼焊接材料(liao)的選擇


 奧氏(shi)體(ti)不銹鋼品種(zhong)多(duo),使用環境復雜(za)多(duo)變,焊(han)接材料的選擇(ze)是一項謹(jin)慎而(er)又重要的工作。奧氏(shi)體(ti)不銹鋼選擇(ze)焊(han)接材料的主要依(yi)據(ju)是:


(1). 根據母材(cai)的主要化學成分選(xuan)擇(ze)焊(han)材(cai)。


(2). 焊材(cai)的成分(fen),特別是焊接(jie)材(cai)料中的鉻(ge)、鎳合金元素(su)要(yao)高于母材(cai),例如18-8焊接(jie)采用19-9焊接(jie)材(cai)料等。


(3). 在可能的(de)條(tiao)件(jian)下,應采用含有少量(liang)(4%~12%)鐵素體的(de)焊(han)(han)接(jie)材料,保(bao)證焊(han)(han)縫良好的(de)抗裂性能。


(4). 焊(han)縫中(zhong)不(bu)允許(xu)或(huo)不(bu)可能存在鐵素體(ti)相時,焊(han)材應選用含鉬、錳等合金元素的焊(han)接材料。


(5) .焊材(cai)的碳(tan)、硫(liu)、磷(lin)、硅(gui)、鈮(ni)應盡可(ke)能低,特別是碳(tan)、硫(liu)、磷(lin)等元素。鈮(ni)在純奧氏體(ti)焊縫中會引起凝固(gu)裂紋(wen),但焊縫中有(you)少(shao)量鐵素體(ti),可(ke)以有(you)效地避免。


(6). 焊后需(xu)要進行穩定化或(huo)消除應力處理(li)的焊接(jie)結(jie)構,通常選用含鈮的焊接(jie)材料。如:0Crl8Ni10Nb、0Cr18Ni12Mo2Nb等(deng)。


      填充金屬如焊(han)(han)條(tiao)、焊(han)(han)絲(si)(si)等,應根據(ju)被焊(han)(han)材料的(de)(de)品種、規格及(ji)(ji)(ji)配(pei)合的(de)(de)不同(tong)焊(han)(han)接工(gong)藝來選用。表(biao)2-3列出了(le)在采(cai)用鎢極氬(ya)弧焊(han)(han)、熔化極氬(ya)弧焊(han)(han)、等離子弧焊(han)(han)及(ji)(ji)(ji)埋弧焊(han)(han)時(shi),常用的(de)(de)奧氏體不銹鋼焊(han)(han)絲(si)(si)型號。常用藥芯(xin)(xin)焊(han)(han)絲(si)(si)型號及(ji)(ji)(ji)化學成分見表(biao)2-4,而(er)表(biao)2-5則(ze)是(shi)藥芯(xin)(xin)焊(han)(han)絲(si)(si)所用的(de)(de)保(bao)護氣(qi)體及(ji)(ji)(ji)分級標準(zhun)。藥芯(xin)(xin)焊(han)(han)絲(si)(si)與實心焊(han)(han)絲(si)(si)相比,最(zui)大的(de)(de)優點之一是(shi)能嚴格地(di)滿(man)足(zu)不同(tong)的(de)(de)鐵素(su)體含量要求;其二是(shi)可(ke)以無外保(bao)護氣(qi)體,即自保(bao)護的(de)(de)藥芯(xin)(xin)焊(han)(han)絲(si)(si)。


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      埋(mai)弧焊(han)(han)常用(yong)于(yu)奧氏體不(bu)銹鋼的(de)(de)中厚板(ban)的(de)(de)焊(han)(han)接,有時也(ye)可(ke)用(yong)于(yu)薄板(ban)焊(han)(han)接。在埋(mai)弧焊(han)(han)焊(han)(han)接過程中,鉻、鎳元素的(de)(de)燒損(sun)可(ke)通(tong)過焊(han)(han)劑和(he)(he)焊(han)(han)絲中合金(jin)元素的(de)(de)過渡得到補充。由(you)于(yu)埋(mai)弧焊(han)(han)的(de)(de)熔深大,應(ying)注(zhu)意防止焊(han)(han)縫中心區(qu)熱裂紋(wen)的(de)(de)產生和(he)(he)執響區(qu)耐腐蝕(shi)性的(de)(de)降(jiang)低。


      奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)熱裂敏感性大,這就要求焊(han)(han)縫(feng)(feng)金屬成(cheng)(cheng)分大致與(yu)母材成(cheng)(cheng)分匹(pi)配,同時應(ying)(ying)控制焊(han)(han)縫(feng)(feng)中鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)的(de)含(han)量。對長期(qi)在高溫(wen)下工作(zuo)的(de)焊(han)(han)件,焊(han)(han)縫(feng)(feng)中鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)含(han)量應(ying)(ying)不(bu)大于(yu)5%。大多數(shu)奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)可采用埋弧焊(han)(han)焊(han)(han)接,焊(han)(han)絲應(ying)(ying)選用低硅、低硫、低磷(lin),成(cheng)(cheng)分與(yu)母材相近的(de)焊(han)(han)絲。


    對鉻、鎳(nie)含量大于20%的(de)奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang),為提(ti)高其抗(kang)裂(lie)性(xing)(xing)能,可(ke)選(xuan)用高錳(6%~8%)焊(han)(han)絲,焊(han)(han)劑(ji)應(ying)選(xuan)用堿(jian)性(xing)(xing)或(huo)中性(xing)(xing)焊(han)(han)劑(ji),以(yi)防止向焊(han)(han)縫中增(zeng)硅(gui)。奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)專用焊(han)(han)劑(ji)增(zeng)硅(gui)極少,還可(ke)以(yi)向焊(han)(han)縫過(guo)渡(du)合金,補償合金元素的(de)燒損(sun),可(ke)以(yi)滿足焊(han)(han)縫性(xing)(xing)能和化(hua)學(xue)成分的(de)要(yao)求。奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)埋(mai)弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)時應(ying)注意選(xuan)擇較細的(de)焊(han)(han)絲和較小的(de)焊(han)(han)接(jie)線能量。


三、焊接(jie)奧氏體(ti)不銹鋼時(shi)應特別注意的要點


(1). 打(da)磨所使用(yong)的砂(sha)輪片只能專用(yong)于打(da)磨不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang);所用(yong)的鋼(gang)(gang)絲(si)刷及清除焊渣的工具一(yi)律皆由不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)制成(cheng);不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)件表(biao)面不允許暴露在火焰(yan)加工處,否則將(jiang)損壞不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的耐腐蝕(shi)性。


(2). 焊(han)接操作(zuo)時(shi),應用(yong)短(duan)弧。在用(yong)氣(qi)體(ti)保(bao)護(hu)(hu)(hu)焊(han)時(shi),惰性氣(qi)體(ti)保(bao)護(hu)(hu)(hu)必須良(liang)好。當用(yong)實芯焊(han)絲作(zuo)為(wei)熔化(hua)極焊(han)接不(bu)銹鋼時(shi),保(bao)護(hu)(hu)(hu)氣(qi)體(ti)不(bu)宜(yi)用(yong)含二氧(yang)化(hua)碳的(de)混合氣(qi);而藥(yao)芯焊(han)絲由于有渣保(bao)護(hu)(hu)(hu),不(bu)會因(yin)二氧(yang)化(hua)碳氣(qi)而增(zeng)加焊(han)縫的(de)含碳量。


(3). 一般(ban)不預熱,只有特別厚的(de)構件在焊接前才預熱100℃~150℃。


(4). 在焊接中,層(ceng)間(jian)溫度應嚴格控制,要≤150℃。


(5). 應盡可能用較小的線能量進行焊接。


(6). 反(fan)面成(cheng)型的氣體保護焊,焊根側必須用還原氣或純氬保護。


(7). 考慮到確(que)保焊縫中經(jing)計算后預先確(que)定的鐵素(su)體(ti)含量,應當(dang)用(yong)鐵素(su)體(ti)測(ce)定儀復測(ce)焊縫中的實際鐵素(su)體(ti)含量。一般母(mu)材的熔(rong)化量應控制在整個焊縫斷面(mian)面(mian)積的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(fu)蝕


(9). 由于奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)的收縮變形大,故在(zai)夾緊(jin)裝置(zhi)與定位焊上皆應加強。


(10). 不允許在工件坡口處(chu)有電(dian)弧擦傷母(mu)材的痕跡(ji)。


(11). 為確保焊接接頭(tou)的耐(nai)腐(fu)蝕性,其表(biao)(biao)面(mian)應呈光亮狀(zhuang),殘渣、焊縫的顏色等皆應去(qu)(qu)除(chu),去(qu)(qu)除(chu)的辦法(fa)是砂輪打磨、酸洗(xi)、噴丸、刷洗(xi)或拋光。表(biao)(biao)面(mian)粗糙(cao)度愈小(xiao),其耐(nai)蝕性就愈高(gao)。表(biao)(biao)面(mian)酸洗(xi)可(ke)用各種酸洗(xi)液(ye)或酸洗(xi)膏,根據(ju)其規定(ding)的酸洗(xi)時(shi)間,再用清(qing)潔水加以(yi)沖洗(xi)干凈。去(qu)(qu)除(chu)焊后的顏色時(shi),最好(hao)的辦法(fa)是用石英(ying)砂進(jin)行(xing)磨刷。


(12). 修(xiu)復焊接前,也應酸(suan)洗坡口表面(mian)(mian)。但由于舊構件表面(mian)(mian)粗(cu)糙,故最好酸(suan)洗之(zhi)后現對表面(mian)(mian)進行鈍化處理,然后用(yong)清(qing)水沖洗干凈(jing)。


(13). 噴丸(wan)處理時只(zhi)允許用(yong)石英砂(sha)或不銹(xiu)鋼(gang)顆粒。經噴丸(wan)處理后的表(biao)面有金屬光澤,但(dan)表(biao)面過于粗糙(cao)者,應再做鈍(dun)化(hua)處理。


(14). 在(zai)焊(han)(han)接(jie)中,為加快焊(han)(han)縫冷(leng)卻速度,推薦采用(yong)起淬(cui)冷(leng)作(zuo)用(yong)的銅墊(dian)塊。