不銹鋼焊接工藝方法主要有以下幾種:藥皮焊條電弧焊接、埋弧焊接、氣體保護電弧焊接(TIG焊接,MIG焊接)、二氧化碳氣體保護電弧焊接(MAG焊接)、等離子焊接、電子束焊接、電阻焊接、激光焊接、釬焊等。
1. 藥皮焊(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)接
藥(yao)皮(pi)焊(han)(han)條(tiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)接(jie),是在母材和(he)焊(han)(han)條(tiao)之間(jian),使(shi)(shi)其(qi)產生電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)進行焊(han)(han)接(jie)的(de)方法。焊(han)(han)接(jie)時,借助焊(han)(han)條(tiao)藥(yao)皮(pi)產生的(de)氣(qi)體和(he)熔渣,把焊(han)(han)接(jie)熔池與大氣(qi)隔離。因(yin)(yin)其(qi)適應性強,而被(bei)廣泛(fan)采用。使(shi)(shi)用交流(liu)(AC)或直流(liu)(DC)電(dian)(dian)(dian)(dian)源,但廣泛(fan)普及(ji)使(shi)(shi)用的(de)是交流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)接(jie)機(ji)。電(dian)(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)條(tiao)通電(dian)(dian)(dian)(dian)產生電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu),電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)分為電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)芯(xin)、電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)流(liu)、電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焰三部(bu)分。因(yin)(yin)為在其(qi)周(zhou)圍形(xing)成保護氣(qi)流(liu),使(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)穩定(ding)(ding)燃燒。焊(han)(han)接(jie)時,盡量保持短弧(hu)(hu)(hu)(hu),以免發(fa)生保護氣(qi)流(liu)不(bu)穩定(ding)(ding)的(de)現象(xiang)。要防(fang)止(zhi)空(kong)氣(qi)中(zhong)的(de)氧及(ji)氮(dan)侵(qin)人。藥(yao)皮(pi)焊(han)(han)條(tiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)接(jie)法如(ru)圖(tu)6-4所示。藥(yao)皮(pi)當中(zhong)含(han)有(you)(you)氧化(hua)物(wu)、碳酸鹽、硅酸鹽、氟化(hua)物(wu)、有(you)(you)機(ji)物(wu)和(he)合金劑等。不(bu)銹鋼藥(yao)皮(pi)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)條(tiao)在JIS Z3221 中(zhong)有(you)(you)所規(gui)定(ding)(ding)。
2. 埋弧焊接
以(yi)焊(han)(han)(han)絲作為電極(ji),電極(ji)與母(mu)材之間產生電弧并不斷地送敷焊(han)(han)(han)藥(yao)而連續進行焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)方法(fa),稱之為埋弧焊(han)(han)(han)接(jie)。這種焊(han)(han)(han)接(jie)方法(fa)因其電弧肉眼看不到(dao)而獲此名稱。焊(han)(han)(han)藥(yao)依靠(kao)電弧熱量成(cheng)(cheng)熔融焊(han)(han)(han)藥(yao)和熔渣,后(hou)者將熔融金屬與大氣隔離開來。使用(yong)(yong)(yong)大電流可(ke)以(yi)高(gao)效率地進行焊(han)(han)(han)接(jie),一般是用(yong)(yong)(yong)于(yu)中厚(hou)板(ban)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie),有時亦可(ke)用(yong)(yong)(yong)于(yu)薄板(ban)焊(han)(han)(han)接(jie)。因為焊(han)(han)(han)接(jie)過程中大約(yue)損(sun)失15%的(de)鉻(ge),應當(dang)在焊(han)(han)(han)絲和焊(han)(han)(han)藥(yao)中,設法(fa)補充鉻(ge)的(de)成(cheng)(cheng)分。埋弧焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)原理圖如圖6-5所(suo)示。
3. 氣體保護電弧焊(han)接(TIG焊(han)接,MIG焊(han)接)
TIG焊(han)(han)接(jie)是用鎢(wu)(wu)(wu)(W)電極與(yu)母材之間產生電弧(hu),用氬(Ar)氣或氦(hai)(He)氣將(jiang)電弧(hu)與(yu)空氣隔(ge)離開來(lai),電弧(hu)將(jiang)焊(han)(han)絲(si)熔化(hua)完成焊(han)(han)接(jie)的(de)方(fang)法。焊(han)(han)槍采用水冷(leng)卻方(fang)式(shi)和(he)空氣冷(leng)卻方(fang)式(shi),鎢(wu)(wu)(wu)電極的(de)尺(chi)寸大(da)小(xiao)根據電流(liu)(liu)和(he)板厚來(lai)選(xuan)(xuan)定(ding)。焊(han)(han)接(jie)機(ji)(ji)(電焊(han)(han)機(ji)(ji))采用交流(liu)(liu)(AC)或直流(liu)(liu)(DC)都可以。一(yi)般情況(kuang)下,不銹鋼的(de)焊(han)(han)接(jie),以直流(liu)(liu)(DC)占多數(shu)。選(xuan)(xuan)用直流(liu)(liu)時,鎢(wu)(wu)(wu)電極的(de)消耗量少(shao)。以提(ti)高焊(han)(han)接(jie)效(xiao)率為目的(de),要將(jiang)焊(han)(han)絲(si)連接(jie)到負極上,如圖6-6所(suo)示。如果選(xuan)(xuan)用交流(liu)(liu),因鎢(wu)(wu)(wu)電極消耗量大(da)而不適合(he)于不銹鋼焊(han)(han)接(jie)。
MIG焊(han)(han)(han)接(jie)是用(yong)氬(Ar)或(huo)氦(He)氣(qi)將(jiang)電(dian)(dian)弧與空氣(qi)隔離開來(lai),同(tong)時在焊(han)(han)(han)絲(si)和(he)母材(cai)之間產生電(dian)(dian)弧的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)方法(fa)。與TIG焊(han)(han)(han)接(jie)比較起來(lai),因為它可使用(yong)大(da)電(dian)(dian)流,焊(han)(han)(han)槍要采用(yong)水冷卻方式(shi),焊(han)(han)(han)絲(si)直(zhi)徑(jing)一般的(de)采用(yong)1.2mm,1.6mm,2.0mm等,生產效(xiao)率高(gao)。MIG焊(han)(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)焊(han)(han)(han)機要選用(yong)直(zhi)流(DC)的(de),和(he)TIG焊(han)(han)(han)接(jie)相(xiang)反,要將(jiang)焊(han)(han)(han)絲(si)接(jie)到正極(ji)(圖6-5)。
TIG焊(han)接和(he)MIG焊(han)接都(dou)能在焊(han)接部分得到高質量的焊(han)接接頭,它容易(yi)實(shi)現自動化操(cao)作(zuo),因此廣泛地應用在汽車制造行業(ye)(ye)和(he)電機制造行業(ye)(ye)。
4. 二氧化碳氣體保護電(dian)弧焊接(jie)(MAG焊接(jie))
對于使用二氧化碳氣體將空氣隔離,同時以藥芯焊絲(圖6-7)作為電極,在與母材之間產生電弧的焊接方法,如果將二氧化碳氣體改換成氬(Ar)和二氧化碳(CO2)混合的MAG氣體而進行焊接的方法稱為MAG 焊接(金屬極活性氣體保護電弧焊)。焊絲直徑大多數是采用1.2mm或1.6mm.其斷面形狀有斂縫形式及無縫形式。
5. 等離子焊接
等離子焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)是(shi)在母材和鎢電(dian)極之(zhi)(zhi)間(jian)產生(sheng)電(dian)弧(hu),利(li)用(yong)氣體(ti)冷(leng)卻將電(dian)弧(hu)拉(la)細,使(shi)在高溫(wen)離子化的(de)(de)條件下進行(xing)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)方法。惰性氣體(ti)的(de)(de)作(zuo)用(yong):一(yi)是(shi)離子化;二是(shi)起保護作(zuo)用(yong)。這就是(shi)和TIG焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)不同之(zhi)(zhi)處。等離子焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)可以(yi)進行(xing)熔融度較(jiao)深的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie),焊(han)(han)(han)(han)道寬度比(bi)較(jiao)狹窄,熱影響很小(xiao),因此適合(he)于不銹鋼的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)。因為可以(yi)使(shi)小(xiao)電(dian)流集中,使(shi)電(dian)弧(hu)易于控制,所(suo)以(yi)它亦適用(yong)于TIG焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)不可能(neng)的(de)(de)超薄板焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)。
6. 電子束焊接
電(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)接是在高(gao)真空(kong)中,使用(yong)電(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)發射(she)槍將(jiang)高(gao)速(su)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)射(she)向母材(cai),利用(yong)其(qi)沖擊熱(re)而進(jin)行的(de)(de)(de)焊(han)(han)接方法(fa)。因為它是在高(gao)真空(kong)中進(jin)行操作,所(suo)以(yi)(yi)(yi)即便是和大氣容易起反應的(de)(de)(de)材(cai)料(liao),也可以(yi)(yi)(yi)簡單(dan)地進(jin)行焊(han)(han)接。由(you)于電(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)的(de)(de)(de)磁透鏡作用(yong)可以(yi)(yi)(yi)將(jiang)其(qi)拉細,使其(qi)能(neng)量(liang)集中,所(suo)以(yi)(yi)(yi)就可以(yi)(yi)(yi)對高(gao)熔點材(cai)料(liao)以(yi)(yi)(yi)及熔融較深的(de)(de)(de)部位(wei)進(jin)行焊(han)(han)接。電(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)焊(han)(han)接由(you)于可以(yi)(yi)(yi)實現電(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)(shu)輸出能(neng)量(liang)的(de)(de)(de)準確控制,所(suo)以(yi)(yi)(yi),廣泛地應用(yong)在精密零件焊(han)(han)接。
7. 電阻(zu)焊接
a. 晶(jing)間腐蝕-沿晶界產生的局部腐蝕。在焊接的熱影響區,高溫下鉻的碳化物(Cr23C6)會在結晶粒界上析出,導致其近旁“貧鉻”的部位產生選擇性的腐蝕。
b. 應力腐蝕斷裂-奧氏體系列不銹鋼其焊接部分的殘余應力,在特定的腐蝕條件基礎上,有產生應力腐蝕裂紋(SCC)的現象。
c. 焊接(jie)缺(que)陷與腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)-必(bi)須注意因(yin)為氣孔、咬邊等輝(hui)接(jie)缺(que)陷會造成孔腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)及縫間隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。
d. 惰(duo)性氣體(ti)保護-因為氧(yang)化皮(pi)是(shi)造(zao)成焊接部位腐蝕的(de)原因之一,所以在焊接過程中(zhong)使用氬等惰(duo)性氣體(ti)使之與(yu)空氣隔離(li)。
利(li)用(yong)材(cai)料(liao)的(de)(de)電阻(zu)(zu)(zu)作用(yong),使電能轉換成熱能的(de)(de)焊(han)接(jie)方(fang)法稱為(wei)電阻(zu)(zu)(zu)焊(han)接(jie)。電阻(zu)(zu)(zu)焊(han)接(jie)中(zhong)有(you)點焊(han)、縫焊(han)(滾焊(han))、凸焊(han)和對(dui)焊(han)等方(fang)法。因為(wei)焊(han)接(jie)時需要大電流,所(suo)以(yi)焊(han)接(jie)比較薄的(de)(de)板材(cai)、管材(cai)及圓鋼(gang)等可(ke)采用(yong)這(zhe)種方(fang)法。由于不銹(xiu)鋼(gang)比普通鋼(gang)電阻(zu)(zu)(zu)大電阻(zu)(zu)(zu)焊(han)接(jie)容易(yi)進行。因為(wei)馬氏體系列,鐵(tie)素體系列不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)自硬性,焊(han)接(jie)的(de)(de)溫(wen)度可(ke)能造(zao)成脆化(hua),為(wei)此,有(you)必要注意對(dui)材(cai)料(liao)及焊(han)接(jie)條件(jian)的(de)(de)選擇(ze)(圖6-8)。
8. 激光焊接
以激(ji)(ji)光(guang)(guang)作(zuo)為(wei)熱(re)源(yuan),形成(cheng)聚光(guang)(guang)狀態下對材料進行照射(she),使其(qi)局部熔融后凝(ning)固,由(you)此接合(he)而(er)成(cheng)焊(han)(han)接接頭的方法,稱為(wei)激(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)接。作(zuo)為(wei)激(ji)(ji)光(guang)(guang)振蕩器,以二氧(yang)(yang)化(hua)碳使激(ji)(ji)光(guang)(guang)振蕩等稱為(wei)二氧(yang)(yang)化(hua)碳激(ji)(ji)光(guang)(guang),YAG(釔鋁柘(zhe)榴石)的棒(bang)狀結晶使激(ji)(ji)光(guang)(guang)振蕩稱為(wei)YAG激(ji)(ji)光(guang)(guang)。焊(han)(han)接時,為(wei)了防止(zhi)氧(yang)(yang)化(hua),使用氬或氮等作(zuo)為(wei)保護氣體覆蓋焊(han)(han)接金(jin)屬(shu)熔池,對電弧與空氣進行隔離。
9. 釬焊
使用(yong)比接(jie)合母(mu)材金屬(shu)熔(rong)融(rong)點低的(de)金屬(shu)或者是將這些合金作(zuo)為(wei)(wei)熔(rong)融(rong)添(tian)加(jia)劑,不使母(mu)材金屬(shu)熔(rong)化而進行接(jie)合的(de)方法稱(cheng)為(wei)(wei)釬(han)焊(han)(han)。添(tian)加(jia)的(de)金屬(shu)稱(cheng)為(wei)(wei)釬(han)料,熔(rong)融(rong)溫度在450℃以(yi)(yi)上(shang)的(de)稱(cheng)為(wei)(wei)“硬釬(han)焊(han)(han)”,450℃以(yi)(yi)下的(de)稱(cheng)為(wei)(wei)“軟釬(han)焊(han)(han)”。有時采用(yong)“銀(yin)釬(han)焊(han)(han)”以(yi)(yi)及“錫釬(han)焊(han)(han)”等等。如(ru)果(guo)要求(qiu)具(ju)(ju)(ju)備耐腐蝕性時,則需具(ju)(ju)(ju)有鎳(nie)(Ni)成分的(de)“銀(yin)釬(han)焊(han)(han)”,如(ru)果(guo)要求(qiu)具(ju)(ju)(ju)備耐熱(re)(re)性時,則以(yi)(yi)Ni-Cr系(xi)列,銅系(xi)列,銀(yin)錳系(xi)列的(de)釬(han)料為(wei)(wei)適宜。釬(han)焊(han)(han)方法分為(wei)(wei)火焰式釬(han)焊(han)(han)、感應加(jia)熱(re)(re)釬(han)焊(han)(han)、電阻加(jia)熱(re)(re)釬(han)焊(han)(han)以(yi)(yi)及爐(lu)中加(jia)熱(re)(re)釬(han)焊(han)(han)等。