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、焊接方法及(ji)規范選擇
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。
奧氏體不(bu)銹鋼(gang)焊(han)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(er)、奧氏體不銹鋼焊接材(cai)料的(de)選擇
奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)品種多,使用環(huan)境(jing)復雜多變,焊接材料的選(xuan)擇(ze)是(shi)一項(xiang)謹(jin)慎而又重要的工作(zuo)。奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)選(xuan)擇(ze)焊接材料的主(zhu)要依據是(shi):
(1). 根(gen)據母材(cai)的主要化學成(cheng)分(fen)選擇焊材(cai)。
(2). 焊材的成分,特(te)別是焊接(jie)材料(liao)中的鉻、鎳合金元(yuan)素要高于母材,例(li)如18-8焊接(jie)采用19-9焊接(jie)材料(liao)等。
(3). 在可能的(de)(de)條件下,應(ying)采用含有少量(4%~12%)鐵(tie)素體的(de)(de)焊接材料,保證焊縫良好的(de)(de)抗裂性能。
(4). 焊(han)(han)縫中不允(yun)許(xu)或不可能存在鐵(tie)素(su)體相(xiang)時,焊(han)(han)材(cai)應選用含鉬、錳等合(he)金元(yuan)素(su)的焊(han)(han)接材(cai)料(liao)。
(5) .焊材的碳、硫、磷(lin)、硅、鈮(ni)應盡可能(neng)低(di),特別是碳、硫、磷(lin)等元素(su)。鈮(ni)在純奧氏體(ti)焊縫中會引(yin)起(qi)凝固裂紋,但焊縫中有少量鐵素(su)體(ti),可以有效地避免。
(6). 焊(han)后需要進行(xing)穩(wen)定化或消除應力處理的(de)焊(han)接結(jie)構(gou),通常選用含鈮的(de)焊(han)接材料(liao)。如:0Crl8Ni10Nb、0Cr18Ni12Mo2Nb等。
填充金屬如焊(han)(han)條、焊(han)(han)絲(si)(si)(si)(si)等,應根據被(bei)焊(han)(han)材料的(de)(de)品種、規格及(ji)配合的(de)(de)不同(tong)焊(han)(han)接工藝來選(xuan)用。表(biao)2-3列出了在采用鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)、熔化極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)、等離子弧(hu)(hu)焊(han)(han)及(ji)埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)時(shi),常用的(de)(de)奧氏(shi)體不銹鋼焊(han)(han)絲(si)(si)(si)(si)型號(hao)。常用藥(yao)(yao)芯(xin)(xin)焊(han)(han)絲(si)(si)(si)(si)型號(hao)及(ji)化學(xue)成分見(jian)表(biao)2-4,而表(biao)2-5則(ze)是藥(yao)(yao)芯(xin)(xin)焊(han)(han)絲(si)(si)(si)(si)所(suo)用的(de)(de)保(bao)(bao)護(hu)氣體及(ji)分級標準。藥(yao)(yao)芯(xin)(xin)焊(han)(han)絲(si)(si)(si)(si)與實心焊(han)(han)絲(si)(si)(si)(si)相(xiang)比,最大的(de)(de)優點(dian)之(zhi)一是能嚴格地滿足(zu)不同(tong)的(de)(de)鐵素體含量要求(qiu);其二是可以無外保(bao)(bao)護(hu)氣體,即自保(bao)(bao)護(hu)的(de)(de)藥(yao)(yao)芯(xin)(xin)焊(han)(han)絲(si)(si)(si)(si)。



埋弧焊常(chang)用于奧氏體不銹鋼的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)厚板(ban)的(de)(de)(de)焊接,有時也可用于薄板(ban)焊接。在埋弧焊焊接過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong),鉻(ge)、鎳元(yuan)素的(de)(de)(de)燒損(sun)可通(tong)過(guo)(guo)焊劑和(he)焊絲中(zhong)(zhong)合金元(yuan)素的(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡得到補充(chong)。由于埋弧焊的(de)(de)(de)熔(rong)深大,應注意防止(zhi)焊縫中(zhong)(zhong)心區熱裂紋的(de)(de)(de)產生和(he)執響區耐腐蝕(shi)性的(de)(de)(de)降低。
奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)熱裂(lie)敏感性大(da),這就要求焊(han)(han)縫(feng)(feng)金屬成(cheng)分大(da)致與(yu)母材成(cheng)分匹配(pei),同時應控制焊(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)鐵(tie)素(su)體(ti)的含(han)量。對(dui)長(chang)期(qi)在高溫下工作的焊(han)(han)件,焊(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)鐵(tie)素(su)體(ti)含(han)量應不(bu)大(da)于5%。大(da)多數奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)可(ke)采用埋弧焊(han)(han)焊(han)(han)接,焊(han)(han)絲應選用低硅(gui)、低硫、低磷,成(cheng)分與(yu)母材相近的焊(han)(han)絲。
對(dui)鉻、鎳含量大于20%的奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼,為(wei)提高(gao)其抗裂性(xing)(xing)能,可選(xuan)用(yong)高(gao)錳(6%~8%)焊(han)(han)(han)絲(si),焊(han)(han)(han)劑(ji)應(ying)選(xuan)用(yong)堿性(xing)(xing)或中(zhong)(zhong)性(xing)(xing)焊(han)(han)(han)劑(ji),以防(fang)止向焊(han)(han)(han)縫中(zhong)(zhong)增(zeng)硅(gui)。奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼專用(yong)焊(han)(han)(han)劑(ji)增(zeng)硅(gui)極(ji)少,還可以向焊(han)(han)(han)縫過渡合金,補償合金元素的燒損(sun),可以滿足焊(han)(han)(han)縫性(xing)(xing)能和化學成分的要求。奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼埋弧焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接時應(ying)注意選(xuan)擇較(jiao)細的焊(han)(han)(han)絲(si)和較(jiao)小的焊(han)(han)(han)接線能量。
三、焊接(jie)奧氏體不(bu)銹鋼(gang)時(shi)應特(te)別注意的要點(dian)
(1). 打磨所(suo)使用(yong)(yong)的砂輪片只能(neng)專用(yong)(yong)于打磨不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang);所(suo)用(yong)(yong)的鋼(gang)絲刷及清除(chu)焊渣的工(gong)(gong)具一律皆(jie)由不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)制成;不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)件表面不(bu)允許暴露在(zai)火焰加工(gong)(gong)處(chu),否則將損壞不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的耐腐(fu)蝕性。
(2). 焊接操作時,應用短弧。在用氣體保護(hu)(hu)焊時,惰(duo)性(xing)氣體保護(hu)(hu)必須(xu)良好。當(dang)用實芯焊絲(si)(si)作為(wei)熔化極焊接不銹鋼時,保護(hu)(hu)氣體不宜用含二(er)氧(yang)(yang)化碳(tan)的混合(he)氣;而(er)藥芯焊絲(si)(si)由于有渣保護(hu)(hu),不會因二(er)氧(yang)(yang)化碳(tan)氣而(er)增加焊縫的含碳(tan)量。
(3). 一(yi)般不預熱(re),只(zhi)有(you)特別厚的構件在(zai)焊接(jie)前才預熱(re)100℃~150℃。
(4). 在焊接中,層間溫(wen)度應嚴格控(kong)制,要≤150℃。
(5). 應盡可能(neng)用較小的線能(neng)量進行焊接。
(6). 反面成型的氣(qi)體保護(hu)焊,焊根(gen)側必須用還原(yuan)氣(qi)或純(chun)氬(ya)保護(hu)。
(7). 考(kao)慮(lv)到確(que)保焊(han)縫中經計算(suan)后預先確(que)定(ding)的(de)鐵(tie)素體含量(liang)(liang),應當(dang)用鐵(tie)素體測(ce)定(ding)儀復(fu)測(ce)焊(han)縫中的(de)實際鐵(tie)素體含量(liang)(liang)。一(yi)般母(mu)材的(de)熔化(hua)量(liang)(liang)應控制在(zai)整個焊(han)縫斷面面積的(de)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(gang)的(de)收縮變形大(da),故在夾緊裝置(zhi)與(yu)定位焊上皆應(ying)加強。
(10). 不(bu)允許在(zai)工件坡口處有電弧擦傷母材的痕跡。
(11). 為確保焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的耐腐蝕性,其表面(mian)應呈光亮狀(zhuang),殘渣(zha)、焊(han)縫的顏色等皆(jie)應去除(chu)(chu),去除(chu)(chu)的辦法是(shi)砂(sha)輪打磨(mo)、酸洗(xi)(xi)、噴丸、刷洗(xi)(xi)或(huo)拋光。表面(mian)粗糙度愈小,其耐蝕性就愈高(gao)。表面(mian)酸洗(xi)(xi)可用(yong)各種(zhong)酸洗(xi)(xi)液或(huo)酸洗(xi)(xi)膏,根據其規(gui)定的酸洗(xi)(xi)時(shi)間,再用(yong)清潔水(shui)加(jia)以沖洗(xi)(xi)干(gan)凈。去除(chu)(chu)焊(han)后的顏色時(shi),最好的辦法是(shi)用(yong)石英砂(sha)進行磨(mo)刷。
(12). 修復焊接前,也應酸洗(xi)坡口表(biao)(biao)面(mian)。但由于舊構件表(biao)(biao)面(mian)粗糙(cao),故最好酸洗(xi)之后現對表(biao)(biao)面(mian)進行(xing)鈍化處理,然(ran)后用清水沖洗(xi)干凈。
(13). 噴丸(wan)處理(li)時只允許用石英砂(sha)或不銹鋼顆粒。經噴丸(wan)處理(li)后的表面有金屬光(guang)澤(ze),但表面過于(yu)粗(cu)糙者,應再做鈍化處理(li)。
(14). 在焊(han)接(jie)中(zhong),為加快焊(han)縫冷(leng)卻速度,推薦采用(yong)起淬冷(leng)作(zuo)用(yong)的銅墊(dian)塊(kuai)。

