不銹鋼在碳鋼和低合金鋼中堆焊的方法很多,常見的有手工電弧焊、熔化極氣體保護焊、帶極埋弧(或電渣)堆焊、絲極埋弧堆焊等。無論哪一種堆焊方法,第一層堆焊的焊縫金屬都是由堆焊材料的熔敷金屬和熔人的母材金屬熔合而成的。由于母材的合金元素含量很低,所以它對第一層焊縫金屬的合金成分具有稀釋作用。因此,可能使焊縫金屬中奧氏體和鐵素體形成元素含量不足,結果堆焊金屬可能出現大量的馬氏體組織,并可能產生裂紋,同時導致堆焊層韌性降低。
焊縫金屬成分(fen)和組(zu)織決定(ding)(ding)于堆焊材料(liao)和母(mu)材熔(rong)人(ren)量(liang)即熔(rong)合比,也有叫稀釋率(母(mu)材的熔(rong)入量(liang)占整個焊縫金屬的比例(li))。當(dang)堆焊工藝確定(ding)(ding)之后,熔(rong)合比可調節(jie)的范圍并不大,否(fou)則就(jiu)對(dui)工藝帶來很(hen)大的麻煩。因此,選擇堆焊材料(liao)顯(xian)得十分(fen)重要(yao)。
下面以(yi)(yi)手(shou)工電焊(han)(han)條為例說明。手(shou)工電焊(han)(han)條的(de)(de)(de)熔合比(bi)(bi)一般是(shi)(shi)20%左右。如用18-8(Cr18%、Ni8%)型的(de)(de)(de)電焊(han)(han)條,經(jing)母材(cai)(cai)稀(xi)釋以(yi)(yi)后,堆(dui)(dui)焊(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)縫金(jin)屬成分將變成15-7型,這(zhe)樣(yang)(yang)焊(han)(han)縫中(zhong)可能(neng)(neng)是(shi)(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti)+馬氏(shi)(shi)體(ti)組織(zhi)。若在(zai)(zai)實(shi)際操作(zuo)中(zhong)熔合比(bi)(bi)控制(zhi)較大(da)時,就(jiu)有(you)可能(neng)(neng)在(zai)(zai)焊(han)(han)縫中(zhong)產生大(da)量的(de)(de)(de)脆硬馬氏(shi)(shi)體(ti),這(zhe)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)層無(wu)論力學(xue)性(xing)能(neng)(neng)、耐蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng),還是(shi)(shi)抗裂性(xing)能(neng)(neng)都很差。由于稀(xi)釋作(zuo)用,焊(han)(han)縫中(zhong)的(de)(de)(de)鎳含(han)量較低,在(zai)(zai)熔合線附近(jin)產生較寬的(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)過渡(du)層。同樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)方法(fa),若選用309型的(de)(de)(de)堆(dui)(dui)焊(han)(han)材(cai)(cai)料,經(jing)母材(cai)(cai)稀(xi)釋后,堆(dui)(dui)焊(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)縫金(jin)屬成分是(shi)(shi)19-9或18-8型,這(zhe)樣(yang)(yang)第一層就(jiu)基本達到堆(dui)(dui)焊(han)(han)成分的(de)(de)(de)要求,而(er)且焊(han)(han)縫組織(zhi)是(shi)(shi)奧氏(shi)(shi)體(ti)十鐵(tie)素體(ti)組織(zhi),這(zhe)樣(yang)(yang)焊(han)(han)縫金(jin)屬就(jiu)具有(you)較高的(de)(de)(de)抗熱裂性(xing)能(neng)(neng)和抗腐蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)。
隨著焊接(jie)工(gong)藝的(de)不(bu)斷發(fa)展,低(di)稀釋(shi)率(lv)的(de)焊接(jie)工(gong)藝已得到廣泛應用,其中最(zui)突(tu)出的(de)是(shi)帶極(ji)電(dian)渣堆(dui)(dui)焊,它(ta)能(neng)將稀釋(shi)率(lv)控制在10%以下。這樣在選擇堆(dui)(dui)焊材料時(shi),合(he)金元素可以適當(dang)低(di)些。因此,我們要(yao)充分考慮焊接(jie)工(gong)藝的(de)影響,也就是(shi)熔合(he)比的(de)影響,選擇合(he)適堆(dui)(dui)焊材料。