奧氏(shi)體不(bu)銹鋼在物理性能、化學成分等方面與結構鋼存在較大差異,因而奧氏體不銹(xiu)鋼焊(han)接工藝有其特點。
1. 焊接方法及規范選(xuan)擇(ze)
奧氏體不銹鋼可用鎢極(ji)氬弧焊(TIG)、熔化極氬弧(hu)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(gang)焊(han)(han)接(jie),因(yin)為其(qi)熔(rong)點低、熱(re)(re)導率小(xiao)、電阻系數(shu)大,焊(han)(han)接(jie)時母材和焊(han)(han)接(jie)材料都容易被加熱(re)(re)、熔(rong)化(hua),所以使用(yong)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)電流比較小(xiao),只(zhi)是普通碳(tan)(tan)鋼(gang)的(de)(de)80%左右。同時應采用(yong)窄(zhai)焊(han)(han)縫、窄(zhai)焊(han)(han)道(dao),減少高溫停(ting)留時間,防止(zhi)碳(tan)(tan)化(hua)物析(xi)出影(ying)響耐(nai)腐蝕性(xing),減少焊(han)(han)縫收縮應力(li),降低熱(re)(re)裂紋敏(min)感性(xing)。
2. 奧氏體不銹(xiu)鋼焊接材料(liao)的選擇
奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)品(pin)種多(duo)(duo),使用環境復雜多(duo)(duo)變,焊(han)接(jie)材料的選擇是(shi)一(yi)項(xiang)謹慎而又重要的工作。奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)選擇焊(han)接(jie)材料的主要依據是(shi):根據母材的主要化(hua)學成分選擇焊(han)材。
①. 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)品種、規格及配(pei)合的(de)不同焊(han)(han)接(jie)工(gong)藝來(lai)選用(yong)。表6-3列出在采(cai)用(yong)鎢極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)、熔化極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)(han)、等離子(zi)弧(hu)(hu)焊(han)(han)及埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)時,常用(yong)的(de)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)絲(si)型號。
②. 焊材(cai)(cai)的成分,特別是焊接(jie)材(cai)(cai)料中的Cr、Ni合金元素要高于母材(cai)(cai),例(li)如18-8焊接(jie)采用19-9焊接(jie)材(cai)(cai)料等。
③. 在(zai)可(ke)能的條(tiao)件下(xia),應采用含有少(shao)量(4%~12%)鐵素體的焊接材料,保證(zheng)焊縫良好的抗裂性(xing)能。
④. 焊縫中不允許(xu)或不可(ke)能(neng)存在鐵(tie)素(su)體相時(shi),焊材應選用含Mo、Mn等合金(jin)元素(su)的焊接材料(liao)。
⑤. 焊材的C、S、P、Si、Nb應盡(jin)可(ke)(ke)能低,特別是C、S、P等元素。Nb在(zai)純奧氏體(ti)焊縫(feng)中會引起凝固裂紋,但焊縫(feng)中有(you)少(shao)量鐵素體(ti),可(ke)(ke)以有(you)效地避(bi)免。
⑥. 焊(han)后需要(yao)進行穩定化(hua)或(huo)消除應力處理的焊(han)接(jie)(jie)結構(gou),通常選用含Nb的焊(han)接(jie)(jie)材料(liao)。如(ru)06Cr18Ni10Nb、06Cr18Nil2Mo2Nb等。常用藥芯焊(han)絲型(xing)號及化(hua)學成分(fen)(%),見表6-4。
藥芯焊絲用保護氣體,見表6-5。
埋弧焊(han)(han)常于(yu)奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)厚板的焊(han)(han)接(jie),有時也可用(yong)于(yu)薄板焊(han)(han)接(jie)。在埋弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)過(guo)程中(zhong),Cr、Ni元素(su)的燒損可通過(guo)焊(han)(han)劑和焊(han)(han)絲中(zhong)合金元素(su)的過(guo)渡得到補充。由(you)于(yu)埋弧焊(han)(han)的熔(rong)深大,應注(zhu)意防止焊(han)(han)縫中(zhong)心區熱裂紋(wen)的產(chan)生和熱影響(xiang)區耐腐蝕(shi)性的降低(di)。
奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)熱裂敏感性(xing)大(da),這就要求焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬成分大(da)致與母材(cai)(cai)成分匹配,同時(shi)應控制焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)中鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)的含(han)(han)量(liang)。對長期(qi)在高(gao)溫下工作的焊(han)(han)(han)(han)件(jian),焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)中鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)含(han)(han)量(liang)應不大(da)于(yu)5%.大(da)多數奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)可(ke)(ke)采用(yong)埋(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接,焊(han)(han)(han)(han)絲應選(xuan)(xuan)用(yong)低Si、低S、低P,成分與母材(cai)(cai)相近的焊(han)(han)(han)(han)絲。對Cr、Ni含(han)(han)量(liang)大(da)于(yu)20%的奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),為提高(gao)其抗裂性(xing)能(neng),可(ke)(ke)選(xuan)(xuan)用(yong)高(gao)Mn(6%~8%)焊(han)(han)(han)(han)絲,焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)應選(xuan)(xuan)用(yong)堿性(xing)或中性(xing)焊(han)(han)(han)(han)劑(ji),以(yi)防(fang)止向(xiang)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)中增Si。奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)專用(yong)焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)增Si極少,還可(ke)(ke)以(yi)向(xiang)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)過渡合金(jin),補償合金(jin)元素(su)的燒損(sun),可(ke)(ke)以(yi)滿足(zu)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)性(xing)能(neng)和(he)化學成分的要求。奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)埋(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接時(shi),應注(zhu)意選(xuan)(xuan)擇較細的焊(han)(han)(han)(han)絲和(he)較小的焊(han)(han)(han)(han)接線能(neng)量(liang)。
3. 焊接奧氏體不銹鋼時的注意要點
①. 打磨所使用(yong)的砂輪片只能(neng)專用(yong)于打磨不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang);所用(yong)的鋼(gang)絲刷及清除焊渣的工(gong)(gong)具一律皆(jie)由(you)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)制成;不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)件表面不(bu)(bu)(bu)允許暴露在火焰(yan)加工(gong)(gong)處,否則將(jiang)損壞不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的耐腐蝕性。
②. 焊(han)接操(cao)作(zuo)時,應用短弧(hu)。在用氣(qi)體(ti)保護(hu)焊(han)時,惰性(xing)氣(qi)體(ti)保護(hu)必須良好。當(dang)用實芯焊(han)絲作(zuo)為熔(rong)化極(ji)焊(han)接不銹鋼時,保護(hu)氣(qi)體(ti)不宜用含CO2的混合氣(qi);而(er)藥芯焊(han)絲由于有渣保護(hu),不會(hui)因(yin)CO2氣(qi)而(er)增加焊(han)縫(feng)的含碳量。
③. 一般不預熱,只有(you)特別厚的構件在焊接(jie)前(qian)才預熱100~150℃.
④. 在焊接(jie)中,層(ceng)間溫度應嚴格(ge)控制(zhi)(≤150℃).
⑤. 應盡可能用(yong)較小的線(xian)能量進行焊接。
⑥. 反面成型的(de)氣(qi)體(ti)(ti)保(bao)(bao)護焊,焊根側必須用還性氣(qi)體(ti)(ti)或(huo)純氬(ya)保(bao)(bao)護。
⑦. 考(kao)慮到確(que)保焊(han)(han)縫(feng)(feng)中經計算后預先確(que)定(ding)的鐵(tie)素(su)(su)體含量,應(ying)當(dang)用鐵(tie)素(su)(su)體測定(ding)儀復測焊(han)(han)縫(feng)(feng)中的實(shi)際鐵(tie)素(su)(su)體含量。一般母材的熔化量應(ying)控制在整個(ge)焊(han)(han)縫(feng)(feng)斷面(mian)面(mian)積的35%以下。
⑧. 對于加入穩(wen)(wen)定劑以穩(wen)(wen)定碳的奧(ao)氏體不(bu)銹鋼,建議用超低碳不(bu)含(han)穩(wen)(wen)定劑的填充材(cai)料(liao),反之(zhi)亦(yi)然,以防止晶間腐蝕(shi)。
⑨. 由(you)于(yu)奧氏體不銹鋼受熱(re)變形大,應加(jia)強焊件夾緊(jin)與定位焊。
⑩. 不允許在工(gong)件坡口處有電弧(hu)擦傷母材(cai)的(de)痕(hen)跡(ji)。
?. 為(wei)確保焊(han)(han)接接頭的(de)耐(nai)腐蝕性,其表(biao)面(mian)(mian)(mian)應(ying)呈光(guang)亮狀;殘(can)渣、焊(han)(han)縫的(de)顏色(se)等(deng)皆應(ying)去除,去除的(de)辦法(fa)是砂輪(lun)打(da)磨、酸洗(xi)、噴丸、刷洗(xi)或(huo)拋光(guang)。因為(wei)表(biao)面(mian)(mian)(mian)愈平整光(guang)滑,其耐(nai)蝕性就愈高。表(biao)面(mian)(mian)(mian)酸洗(xi)可用相應(ying)酸洗(xi)液或(huo)酸洗(xi)膏(gao),在(zai)其規定的(de)時(shi)(shi)間內完(wan)成酸洗(xi),再用清潔水加以沖洗(xi)。在(zai)去除焊(han)(han)后(hou)的(de)顏色(se)時(shi)(shi),最好(hao)的(de)辦法(fa)是用石英(ying)砂進(jin)行噴丸處理。
?. 修(xiu)復焊(han)前,修(xiu)焊(han)處表面也應(ying)(ying)酸洗(xi)。酸洗(xi)之后應(ying)(ying)對(dui)表面進行(xing)鈍(dun)化處理(li),然后用清水沖洗(xi)干(gan)凈(jing),方可(ke)進行(xing)修(xiu)復焊(han)接。
?. 噴丸(wan)處理時只允許用石英砂(sha)或(huo)不銹鋼(gang)丸(wan)粒。經噴丸(wan)處理后的表面(mian)有金(jin)屬光澤,但表面(mian)過(guo)于粗糙者,應再做(zuo)酸洗、鈍(dun)化(hua)處理。
?. 在焊(han)接中,為加(jia)快焊(han)縫冷卻速(su)度,推(tui)薦采用起淬冷作(zuo)用的銅墊塊(kuai)。
奧(ao)氏體(ti)不銹鋼埋弧焊焊絲及(ji)焊劑選(xuan)用,見表6-3。