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(ji)規(gui)范選擇


  奧氏體不銹鋼可用鎢極氬弧焊(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、奧(ao)氏體不(bu)銹鋼焊接材料的(de)選擇


 奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼品種多,使用環境(jing)復雜多變(bian),焊接材料的選擇(ze)是一(yi)項(xiang)謹慎而又重要(yao)的工作。奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼選擇(ze)焊接材料的主(zhu)要(yao)依(yi)據(ju)是:


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


(2). 焊材(cai)的(de)成分,特別是焊接材(cai)料(liao)中的(de)鉻、鎳(nie)合金(jin)元素要高(gao)于母材(cai),例如(ru)18-8焊接采用(yong)19-9焊接材(cai)料(liao)等。


(3). 在(zai)可能的條(tiao)件(jian)下,應采用含有少量(4%~12%)鐵素(su)體的焊(han)接材(cai)料,保證焊(han)縫良好(hao)的抗裂性能。


(4). 焊(han)(han)縫(feng)中(zhong)不(bu)允許或不(bu)可能存在鐵素體相時(shi),焊(han)(han)材(cai)應(ying)選用含鉬、錳等(deng)合金元素的焊(han)(han)接材(cai)料。


(5) .焊材的碳(tan)(tan)、硫(liu)(liu)、磷、硅、鈮應盡可能(neng)低,特別是碳(tan)(tan)、硫(liu)(liu)、磷等元素。鈮在純(chun)奧氏體焊縫中會引起凝固(gu)裂(lie)紋,但焊縫中有少(shao)量鐵(tie)素體,可以有效(xiao)地避免。


(6). 焊(han)后需要(yao)進行穩定化或(huo)消除應力處理的焊(han)接(jie)結構,通常選用含鈮的焊(han)接(jie)材(cai)料(liao)。如(ru):0Crl8Ni10Nb、0Cr18Ni12Mo2Nb等。


      填充金屬(shu)如焊(han)(han)條、焊(han)(han)絲(si)等,應根據被焊(han)(han)材料的(de)(de)品種、規格及(ji)配(pei)合(he)的(de)(de)不(bu)同(tong)焊(han)(han)接工(gong)藝來選用。表(biao)2-3列出了在采用鎢極氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)、熔化(hua)極氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)、等離(li)子弧(hu)(hu)焊(han)(han)及(ji)埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)時(shi),常(chang)用的(de)(de)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼焊(han)(han)絲(si)型(xing)(xing)號(hao)。常(chang)用藥芯(xin)(xin)焊(han)(han)絲(si)型(xing)(xing)號(hao)及(ji)化(hua)學成(cheng)分(fen)見表(biao)2-4,而表(biao)2-5則是藥芯(xin)(xin)焊(han)(han)絲(si)所(suo)用的(de)(de)保護(hu)(hu)(hu)氣體(ti)及(ji)分(fen)級標(biao)準。藥芯(xin)(xin)焊(han)(han)絲(si)與實心(xin)焊(han)(han)絲(si)相(xiang)比,最大的(de)(de)優點(dian)之一是能嚴格地(di)滿足不(bu)同(tong)的(de)(de)鐵素體(ti)含量要(yao)求;其(qi)二是可以無外(wai)保護(hu)(hu)(hu)氣體(ti),即自保護(hu)(hu)(hu)的(de)(de)藥芯(xin)(xin)焊(han)(han)絲(si)。


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      埋(mai)(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)常用于(yu)奧氏體不銹鋼的中厚板的焊(han)(han)(han)接,有時也可(ke)(ke)用于(yu)薄板焊(han)(han)(han)接。在埋(mai)(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接過(guo)程中,鉻、鎳元素的燒損可(ke)(ke)通過(guo)焊(han)(han)(han)劑和(he)焊(han)(han)(han)絲(si)中合金元素的過(guo)渡得到補充。由于(yu)埋(mai)(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)的熔深大(da),應(ying)注(zhu)意防止焊(han)(han)(han)縫(feng)中心(xin)區熱(re)裂紋的產生和(he)執響區耐(nai)腐(fu)蝕性的降(jiang)低。


      奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)熱(re)裂敏感性(xing)大,這就要求焊(han)縫金屬成分(fen)大致(zhi)與(yu)(yu)母材成分(fen)匹配,同時應(ying)控制焊(han)縫中鐵(tie)素(su)體(ti)的含量(liang)。對長期(qi)在高溫下工作的焊(han)件,焊(han)縫中鐵(tie)素(su)體(ti)含量(liang)應(ying)不(bu)大于5%。大多數奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)可采用(yong)埋弧(hu)焊(han)焊(han)接,焊(han)絲(si)應(ying)選用(yong)低(di)(di)硅、低(di)(di)硫、低(di)(di)磷,成分(fen)與(yu)(yu)母材相(xiang)近的焊(han)絲(si)。


    對鉻、鎳含量大于(yu)20%的(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang),為提(ti)高其(qi)抗裂性(xing)能,可選(xuan)用高錳(6%~8%)焊(han)(han)絲,焊(han)(han)劑(ji)應(ying)選(xuan)用堿性(xing)或中性(xing)焊(han)(han)劑(ji),以(yi)防(fang)止向焊(han)(han)縫(feng)中增(zeng)硅。奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)專(zhuan)用焊(han)(han)劑(ji)增(zeng)硅極少,還可以(yi)向焊(han)(han)縫(feng)過(guo)渡合金(jin),補償合金(jin)元素的(de)燒損,可以(yi)滿足焊(han)(han)縫(feng)性(xing)能和化學成分的(de)要求。奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)埋弧焊(han)(han)焊(han)(han)接時應(ying)注意選(xuan)擇較細的(de)焊(han)(han)絲和較小的(de)焊(han)(han)接線能量。


三、焊接奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)時(shi)應特別注意的要點


(1). 打磨(mo)(mo)所(suo)使用的砂(sha)輪片只能專(zhuan)用于打磨(mo)(mo)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼;所(suo)用的鋼絲刷及清除(chu)焊(han)渣的工具一律皆由(you)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼制成;不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼件(jian)表面不(bu)允許(xu)暴(bao)露(lu)在火焰(yan)加工處,否則將損壞不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的耐腐蝕性。


(2). 焊(han)接(jie)操作(zuo)時,應用(yong)短弧。在用(yong)氣(qi)體(ti)保(bao)護(hu)焊(han)時,惰性氣(qi)體(ti)保(bao)護(hu)必須良好。當用(yong)實芯焊(han)絲作(zuo)為熔(rong)化(hua)極焊(han)接(jie)不(bu)銹鋼時,保(bao)護(hu)氣(qi)體(ti)不(bu)宜用(yong)含二(er)氧化(hua)碳(tan)的(de)混合氣(qi);而(er)藥(yao)芯焊(han)絲由于有渣保(bao)護(hu),不(bu)會因二(er)氧化(hua)碳(tan)氣(qi)而(er)增加焊(han)縫的(de)含碳(tan)量。


(3). 一般不預熱,只(zhi)有特(te)別厚的構件在焊接前才預熱100℃~150℃。


(4). 在焊接中,層間溫度(du)應(ying)嚴格控制,要≤150℃。


(5). 應盡可能(neng)用較小的(de)線能(neng)量進(jin)行焊(han)接。


(6). 反面成型的氣體保護(hu)焊,焊根側必須用還(huan)原氣或純氬(ya)保護(hu)。


(7). 考慮(lv)到確保(bao)焊(han)(han)縫中經計算后預先確定(ding)的(de)鐵(tie)素(su)體含(han)量(liang),應當用鐵(tie)素(su)體測(ce)定(ding)儀復(fu)測(ce)焊(han)(han)縫中的(de)實際鐵(tie)素(su)體含(han)量(liang)。一般母材的(de)熔(rong)化量(liang)應控制在(zai)整個(ge)焊(han)(han)縫斷面面積的(de)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(jing)間腐蝕


(9). 由于(yu)奧氏體不銹鋼的收縮(suo)變形大,故(gu)在夾(jia)緊(jin)裝置與定位焊(han)上皆應加強。


(10). 不允許(xu)在工件坡口(kou)處(chu)有電弧擦傷(shang)母材的痕(hen)跡(ji)。


(11). 為確保焊(han)接接頭(tou)的(de)耐腐蝕(shi)性,其表面(mian)(mian)應(ying)呈光(guang)亮狀,殘渣(zha)、焊(han)縫的(de)顏色(se)等皆(jie)應(ying)去除(chu),去除(chu)的(de)辦(ban)法(fa)是砂輪(lun)打磨(mo)、酸洗(xi)(xi)、噴(pen)丸(wan)、刷洗(xi)(xi)或拋(pao)光(guang)。表面(mian)(mian)粗糙度愈小,其耐蝕(shi)性就愈高。表面(mian)(mian)酸洗(xi)(xi)可(ke)用各種酸洗(xi)(xi)液(ye)或酸洗(xi)(xi)膏,根(gen)據其規定的(de)酸洗(xi)(xi)時間,再用清潔水加(jia)以沖洗(xi)(xi)干凈(jing)。去除(chu)焊(han)后的(de)顏色(se)時,最(zui)好的(de)辦(ban)法(fa)是用石英砂進(jin)行(xing)磨(mo)刷。


(12). 修復(fu)焊接前(qian),也應酸洗坡(po)口(kou)表(biao)面。但(dan)由于舊構件(jian)表(biao)面粗糙,故最好(hao)酸洗之后現對表(biao)面進行鈍化處理(li),然后用清水(shui)沖洗干凈(jing)。


(13). 噴丸處理時只允(yun)許用石英(ying)砂或(huo)不銹(xiu)鋼顆粒(li)。經噴丸處理后的(de)表面(mian)有金屬(shu)光澤(ze),但(dan)表面(mian)過于粗糙(cao)者(zhe),應再(zai)做鈍化處理。


(14). 在焊接中,為(wei)加(jia)快焊縫冷(leng)卻速度,推薦采用(yong)起淬冷(leng)作用(yong)的銅墊塊(kuai)。