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(yi)、焊接方法及(ji)規范(fan)選擇
奧氏(shi)體不銹鋼(gang)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(ti)不銹(xiu)鋼焊接材料的選擇
奧氏體不銹鋼(gang)品種多,使(shi)用環(huan)境復雜多變,焊接材(cai)料的(de)選擇(ze)是(shi)一項謹慎而(er)又(you)重要(yao)的(de)工作。奧氏體不銹鋼(gang)選擇(ze)焊接材(cai)料的(de)主要(yao)依據是(shi):
(1). 根據母材(cai)的(de)主要化學(xue)成分(fen)選擇焊材(cai)。
(2). 焊(han)材(cai)的成(cheng)分,特(te)別是焊(han)接材(cai)料中的鉻、鎳合金(jin)元素要(yao)高于母材(cai),例(li)如18-8焊(han)接采用(yong)19-9焊(han)接材(cai)料等。
(3). 在可能的條件下,應采用(yong)含(han)有少量(liang)(4%~12%)鐵素體的焊(han)接材料,保證焊(han)縫良(liang)好的抗裂性能。
(4). 焊縫中不允許(xu)或不可能存在鐵(tie)素體相時,焊材(cai)應選用含鉬、錳等合金(jin)元素的(de)焊接材(cai)料(liao)。
(5) .焊材的(de)碳、硫、磷、硅、鈮應(ying)盡可(ke)能低,特別是碳、硫、磷等(deng)元素(su)(su)。鈮在純奧氏體焊縫(feng)中會引起凝(ning)固裂(lie)紋,但焊縫(feng)中有少量鐵素(su)(su)體,可(ke)以有效地避免。
(6). 焊后(hou)需(xu)要進行穩定化或消除應力處理的焊接結構,通常選用含鈮的焊接材料(liao)。如:0Crl8Ni10Nb、0Cr18Ni12Mo2Nb等。
填充金屬如(ru)焊(han)條、焊(han)絲等,應根據(ju)被焊(han)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)品(pin)種、規格(ge)及(ji)配合的(de)(de)(de)(de)不同(tong)焊(han)接工(gong)藝(yi)來(lai)選(xuan)用(yong)(yong)。表2-3列出了在采用(yong)(yong)鎢極氬弧焊(han)、熔化極氬弧焊(han)、等離子弧焊(han)及(ji)埋(mai)弧焊(han)時,常用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)體(ti)不銹鋼焊(han)絲型號。常用(yong)(yong)藥芯焊(han)絲型號及(ji)化學成分見表2-4,而(er)表2-5則是藥芯焊(han)絲所用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)保護氣體(ti)及(ji)分級(ji)標準。藥芯焊(han)絲與實心焊(han)絲相比,最大的(de)(de)(de)(de)優點之(zhi)一是能嚴格(ge)地(di)滿(man)足(zu)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)鐵素體(ti)含量要求;其二(er)是可以(yi)無外保護氣體(ti),即自保護的(de)(de)(de)(de)藥芯焊(han)絲。



埋弧焊(han)常用(yong)于(yu)(yu)奧氏體不銹鋼的(de)(de)中(zhong)厚(hou)板(ban)的(de)(de)焊(han)接(jie),有時也可(ke)用(yong)于(yu)(yu)薄板(ban)焊(han)接(jie)。在埋弧焊(han)焊(han)接(jie)過程(cheng)中(zhong),鉻、鎳(nie)元(yuan)素的(de)(de)燒(shao)損(sun)可(ke)通過焊(han)劑(ji)和焊(han)絲中(zhong)合(he)金元(yuan)素的(de)(de)過渡得到補充。由(you)于(yu)(yu)埋弧焊(han)的(de)(de)熔深(shen)大,應注意防止(zhi)焊(han)縫中(zhong)心(xin)區熱裂(lie)紋的(de)(de)產生(sheng)和執響區耐(nai)腐蝕性的(de)(de)降(jiang)低。
奧氏體(ti)不(bu)銹鋼熱(re)裂敏感性(xing)大(da),這就要求焊(han)縫(feng)(feng)金屬(shu)成分(fen)大(da)致(zhi)與母材成分(fen)匹配(pei),同時(shi)應控制焊(han)縫(feng)(feng)中鐵素體(ti)的含量。對長期在高(gao)溫下(xia)工作的焊(han)件,焊(han)縫(feng)(feng)中鐵素體(ti)含量應不(bu)大(da)于5%。大(da)多數奧氏體(ti)不(bu)銹鋼可采(cai)用埋弧焊(han)焊(han)接,焊(han)絲應選用低(di)(di)硅、低(di)(di)硫、低(di)(di)磷,成分(fen)與母材相近的焊(han)絲。
對鉻、鎳含(han)量大(da)于(yu)20%的(de)奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼,為提高其(qi)抗裂性(xing)能,可選用(yong)(yong)高錳(6%~8%)焊(han)(han)(han)絲,焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)應選用(yong)(yong)堿性(xing)或中(zhong)性(xing)焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji),以(yi)防(fang)止(zhi)向(xiang)焊(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)增硅。奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼專用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)劑(ji)(ji)增硅極少,還可以(yi)向(xiang)焊(han)(han)(han)縫(feng)過(guo)渡合金,補償合金元素的(de)燒損,可以(yi)滿足(zu)焊(han)(han)(han)縫(feng)性(xing)能和化學成分的(de)要求。奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼埋弧(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接時應注意選擇較細(xi)的(de)焊(han)(han)(han)絲和較小的(de)焊(han)(han)(han)接線能量。
三、焊接(jie)奧氏(shi)體(ti)不銹鋼時應特別注意的要點
(1). 打磨所使用的(de)砂輪片只(zhi)能專用于打磨不(bu)(bu)銹鋼;所用的(de)鋼絲刷及清(qing)除焊渣(zha)的(de)工具一(yi)律皆由不(bu)(bu)銹鋼制成(cheng);不(bu)(bu)銹鋼件(jian)表面不(bu)(bu)允許暴露在火焰(yan)加工處,否則將損壞不(bu)(bu)銹鋼的(de)耐(nai)腐(fu)蝕性。
(2). 焊(han)(han)接(jie)操作(zuo)時(shi),應用短(duan)弧。在用氣(qi)(qi)體保(bao)護(hu)(hu)焊(han)(han)時(shi),惰性氣(qi)(qi)體保(bao)護(hu)(hu)必須良好。當用實芯焊(han)(han)絲作(zuo)為熔化(hua)極焊(han)(han)接(jie)不(bu)銹鋼時(shi),保(bao)護(hu)(hu)氣(qi)(qi)體不(bu)宜用含二(er)氧化(hua)碳(tan)的(de)混合氣(qi)(qi);而藥(yao)芯焊(han)(han)絲由于有渣保(bao)護(hu)(hu),不(bu)會因二(er)氧化(hua)碳(tan)氣(qi)(qi)而增(zeng)加焊(han)(han)縫的(de)含碳(tan)量。
(3). 一般不預熱,只有特別厚的構件在焊接前才預熱100℃~150℃。
(4). 在焊接中(zhong),層間溫(wen)度應嚴(yan)格控制,要≤150℃。
(5). 應盡可能用較(jiao)小(xiao)的線能量進行焊接。
(6). 反面成型的氣體保(bao)護焊,焊根側(ce)必須用還(huan)原氣或純氬保(bao)護。
(7). 考慮到確保焊縫(feng)中經計(ji)算后預先確定(ding)的鐵(tie)素(su)體含量(liang),應當用鐵(tie)素(su)體測(ce)定(ding)儀復測(ce)焊縫(feng)中的實際鐵(tie)素(su)體含量(liang)。一般母材的熔化(hua)量(liang)應控制在整個焊縫(feng)斷面(mian)面(mian)積的35%以(yi)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). 由于奧氏體不銹鋼的收縮變形大,故在夾緊裝置與定位(wei)焊上皆應加強。
(10). 不(bu)允許在工件(jian)坡口(kou)處有電弧擦傷母材的痕跡。
(11). 為(wei)確保(bao)焊(han)接接頭的(de)耐腐蝕(shi)(shi)性,其(qi)(qi)表(biao)面(mian)應(ying)呈光(guang)(guang)亮(liang)狀,殘渣、焊(han)縫的(de)顏(yan)色等皆(jie)應(ying)去(qu)除,去(qu)除的(de)辦(ban)法(fa)是(shi)砂輪打磨(mo)、酸洗(xi)、噴丸、刷洗(xi)或拋光(guang)(guang)。表(biao)面(mian)粗糙度愈(yu)小,其(qi)(qi)耐蝕(shi)(shi)性就愈(yu)高。表(biao)面(mian)酸洗(xi)可用各種酸洗(xi)液或酸洗(xi)膏,根據其(qi)(qi)規定的(de)酸洗(xi)時間(jian),再用清潔水加以沖(chong)洗(xi)干凈。去(qu)除焊(han)后(hou)的(de)顏(yan)色時,最好的(de)辦(ban)法(fa)是(shi)用石英砂進(jin)行磨(mo)刷。
(12). 修復焊接(jie)前(qian),也應酸洗坡口(kou)表面(mian)。但由于(yu)舊構件表面(mian)粗糙,故最好酸洗之后(hou)現對表面(mian)進(jin)行鈍化處理,然后(hou)用(yong)清水沖洗干凈。
(13). 噴丸處理(li)時只允許用石英砂或(huo)不銹(xiu)鋼顆粒。經噴丸處理(li)后的(de)表面(mian)有(you)金屬光澤,但表面(mian)過于(yu)粗糙(cao)者,應再(zai)做鈍化處理(li)。
(14). 在焊接(jie)中,為加快焊縫冷(leng)卻(que)速度,推薦采用(yong)起淬冷(leng)作(zuo)用(yong)的銅墊塊。

