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,因而奧氏體不銹鋼焊接工藝有其特點。
1. 焊接方法及(ji)規(gui)范選(xuan)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(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)接,因為其熔(rong)(rong)點低、熱導(dao)率小(xiao)、電(dian)阻系數大,焊(han)(han)接時(shi)母材和焊(han)(han)接材料都容易被(bei)加熱、熔(rong)(rong)化(hua)(hua),所以使用的(de)焊(han)(han)接電(dian)流比較小(xiao),只是普通碳鋼(gang)的(de)80%左右(you)。同時(shi)應(ying)采用窄焊(han)(han)縫、窄焊(han)(han)道,減少高溫停留時(shi)間(jian),防(fang)止碳化(hua)(hua)物析(xi)出影響耐(nai)腐蝕(shi)性(xing),減少焊(han)(han)縫收縮應(ying)力,降低熱裂紋(wen)敏感性(xing)。
2. 奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)接材料(liao)的選擇
奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)品種多,使用環境復雜多變,焊接(jie)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)選擇(ze)是(shi)一項謹慎而(er)又重(zhong)要的(de)(de)工作。奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)選擇(ze)焊接(jie)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)主要依(yi)據是(shi):根(gen)據母(mu)材(cai)的(de)(de)主要化學成分選擇(ze)焊材(cai)。
①. 填(tian)充金屬如焊(han)(han)條、焊(han)(han)絲等,應根據被(bei)焊(han)(han)材料的(de)品(pin)種(zhong)、規格及(ji)(ji)配合(he)的(de)不同焊(han)(han)接(jie)工藝來(lai)選(xuan)用。表6-3列出(chu)在采(cai)用鎢極氬弧(hu)焊(han)(han)、熔化極氬弧(hu)焊(han)(han)、等離子弧(hu)焊(han)(han)及(ji)(ji)埋弧(hu)焊(han)(han)時,常用的(de)奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)絲型號。
②. 焊(han)(han)材(cai)的(de)成分(fen),特別(bie)是焊(han)(han)接(jie)材(cai)料中的(de)Cr、Ni合(he)金元素要高于母材(cai),例如18-8焊(han)(han)接(jie)采(cai)用19-9焊(han)(han)接(jie)材(cai)料等。
③. 在可能的條件下,應采用含有少量(4%~12%)鐵素體的焊(han)接材料,保證焊(han)縫良好(hao)的抗(kang)裂性(xing)能。
④. 焊(han)縫中不(bu)(bu)允許或不(bu)(bu)可能(neng)存在(zai)鐵(tie)素體相時(shi),焊(han)材應選用含Mo、Mn等合(he)金元(yuan)素的焊(han)接材料。
⑤. 焊(han)材的(de)C、S、P、Si、Nb應盡可(ke)能低,特別是C、S、P等(deng)元(yuan)素。Nb在(zai)純奧氏體焊(han)縫中(zhong)會引(yin)起凝(ning)固(gu)裂紋(wen),但焊(han)縫中(zhong)有少量鐵素體,可(ke)以有效地(di)避免。
⑥. 焊后需(xu)要進行穩(wen)定(ding)化(hua)或消除(chu)應力處(chu)理(li)的焊接結構,通常選用(yong)含(han)Nb的焊接材料(liao)。如(ru)06Cr18Ni10Nb、06Cr18Nil2Mo2Nb等(deng)。常用(yong)藥芯焊絲型號及化(hua)學成(cheng)分(%),見表(biao)6-4。
藥(yao)芯焊絲用保護(hu)氣(qi)體(ti),見表6-5。
埋弧焊(han)常于(yu)奧氏體不銹(xiu)鋼中厚板的(de)焊(han)接,有時也可用于(yu)薄板焊(han)接。在埋弧焊(han)焊(han)接過(guo)(guo)程中,Cr、Ni元素的(de)燒損可通過(guo)(guo)焊(han)劑(ji)和焊(han)絲中合金元素的(de)過(guo)(guo)渡得到補充。由于(yu)埋弧焊(han)的(de)熔深大,應注意防(fang)止焊(han)縫中心區熱(re)裂紋的(de)產生和熱(re)影響區耐腐蝕(shi)性(xing)的(de)降低。
奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼熱裂敏(min)感性(xing)(xing)大(da),這就要求(qiu)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金屬成(cheng)分(fen)大(da)致與母(mu)材(cai)成(cheng)分(fen)匹配(pei),同時(shi)應(ying)控(kong)制焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)的(de)(de)含(han)量。對長期在高溫下(xia)工作的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)件(jian),焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)含(han)量應(ying)不(bu)(bu)(bu)大(da)于5%.大(da)多數(shu)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼可(ke)采(cai)用(yong)埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接(jie),焊(han)(han)(han)(han)絲(si)應(ying)選(xuan)用(yong)低Si、低S、低P,成(cheng)分(fen)與母(mu)材(cai)相近(jin)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)絲(si)。對Cr、Ni含(han)量大(da)于20%的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼,為提高其抗裂性(xing)(xing)能,可(ke)選(xuan)用(yong)高Mn(6%~8%)焊(han)(han)(han)(han)絲(si),焊(han)(han)(han)(han)劑應(ying)選(xuan)用(yong)堿性(xing)(xing)或(huo)中性(xing)(xing)焊(han)(han)(han)(han)劑,以防(fang)止向(xiang)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中增Si。奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼專用(yong)焊(han)(han)(han)(han)劑增Si極(ji)少,還可(ke)以向(xiang)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)過渡合金,補(bu)償合金元(yuan)素(su)(su)的(de)(de)燒損(sun),可(ke)以滿足焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)性(xing)(xing)能和化學成(cheng)分(fen)的(de)(de)要求(qiu)。奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時(shi),應(ying)注意選(xuan)擇較細的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)絲(si)和較小的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)線能量。
3. 焊(han)接奧氏體不銹鋼時的(de)注意(yi)要點
①. 打(da)磨所使用的(de)砂輪片(pian)只能(neng)專用于打(da)磨不(bu)銹(xiu)鋼(gang);所用的(de)鋼(gang)絲(si)刷及清除焊渣的(de)工(gong)具一律皆由不(bu)銹(xiu)鋼(gang)制成;不(bu)銹(xiu)鋼(gang)件表面不(bu)允(yun)許暴露在火焰加工(gong)處,否則(ze)將損壞不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐腐蝕性。
②. 焊(han)(han)(han)接操(cao)作(zuo)時(shi)(shi),應用短弧(hu)。在(zai)用氣體(ti)保(bao)(bao)護焊(han)(han)(han)時(shi)(shi),惰性氣體(ti)保(bao)(bao)護必須(xu)良好。當用實芯(xin)焊(han)(han)(han)絲(si)作(zuo)為熔化極焊(han)(han)(han)接不(bu)銹鋼時(shi)(shi),保(bao)(bao)護氣體(ti)不(bu)宜用含(han)CO2的(de)混(hun)合氣;而藥芯(xin)焊(han)(han)(han)絲(si)由于有渣保(bao)(bao)護,不(bu)會因CO2氣而增加焊(han)(han)(han)縫的(de)含(han)碳(tan)量。
③. 一(yi)般不預熱(re),只有特(te)別厚的構件在焊接前才預熱(re)100~150℃.
④. 在焊接中,層間(jian)溫度應嚴(yan)格(ge)控制(≤150℃).
⑤. 應盡可能用較小的線能量進行焊接。
⑥. 反(fan)面成(cheng)型的氣體(ti)(ti)保護焊,焊根(gen)側(ce)必(bi)須用還性氣體(ti)(ti)或純(chun)氬(ya)保護。
⑦. 考慮到確(que)保焊(han)縫(feng)中經計算后預(yu)先確(que)定(ding)的(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)含量,應當(dang)用(yong)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)測(ce)定(ding)儀復(fu)測(ce)焊(han)縫(feng)中的(de)實際鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)含量。一般母材的(de)熔化量應控制在(zai)整(zheng)個焊(han)縫(feng)斷面面積的(de)35%以下。
⑧. 對(dui)于加入穩(wen)定(ding)劑以穩(wen)定(ding)碳的奧氏體不銹鋼,建議(yi)用超低(di)碳不含穩(wen)定(ding)劑的填(tian)充材料,反之(zhi)亦(yi)然,以防止晶間腐蝕(shi)。
⑨. 由(you)于奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼受熱變形(xing)大,應(ying)加強(qiang)焊件夾緊(jin)與定(ding)位焊。
⑩. 不允許在工件坡(po)口處有電弧擦傷母(mu)材的痕跡(ji)。
?. 為確保焊(han)接接頭(tou)的耐腐蝕性(xing),其(qi)(qi)表(biao)面應呈(cheng)光(guang)亮狀;殘渣、焊(han)縫的顏色(se)等皆應去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu),去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)的辦法是(shi)砂(sha)輪打(da)磨、酸(suan)洗(xi)(xi)、噴丸、刷洗(xi)(xi)或拋光(guang)。因為表(biao)面愈平整(zheng)光(guang)滑,其(qi)(qi)耐蝕性(xing)就愈高。表(biao)面酸(suan)洗(xi)(xi)可(ke)用相應酸(suan)洗(xi)(xi)液或酸(suan)洗(xi)(xi)膏,在其(qi)(qi)規(gui)定的時間內完成酸(suan)洗(xi)(xi),再用清潔水(shui)加以沖洗(xi)(xi)。在去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)焊(han)后(hou)的顏色(se)時,最好(hao)的辦法是(shi)用石英砂(sha)進行噴丸處理。
?. 修復焊(han)前(qian),修焊(han)處(chu)(chu)表(biao)面(mian)也(ye)應酸(suan)洗。酸(suan)洗之后(hou)應對表(biao)面(mian)進(jin)行(xing)鈍化處(chu)(chu)理(li),然后(hou)用清水沖洗干凈,方(fang)可進(jin)行(xing)修復焊(han)接。
?. 噴丸處理時(shi)只允許用(yong)石英砂或不銹鋼丸粒。經(jing)噴丸處理后的表面(mian)有金屬光澤,但表面(mian)過于粗(cu)糙者(zhe),應再(zai)做酸(suan)洗、鈍化處理。
?. 在焊(han)接(jie)中,為加(jia)快焊(han)縫(feng)冷(leng)(leng)卻(que)速度,推薦采(cai)用起淬冷(leng)(leng)作用的銅墊塊。
奧氏體不銹(xiu)鋼埋弧焊焊絲(si)及焊劑選用,見表6-3。