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、焊接方法及規范選擇
奧(ao)氏體不(bu)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。
奧氏體不銹鋼焊接(jie),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、奧氏體不(bu)銹鋼(gang)焊接材料的(de)選擇
奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼品種多,使(shi)用(yong)環境復雜多變,焊接(jie)材料的(de)選擇(ze)是(shi)一項謹慎(shen)而又重要的(de)工作。奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼選擇(ze)焊接(jie)材料的(de)主(zhu)要依據是(shi):
(1). 根據母材的主(zhu)要化(hua)學成分選擇焊材。
(2). 焊(han)材(cai)(cai)的成分,特別是焊(han)接(jie)材(cai)(cai)料(liao)中(zhong)的鉻(ge)、鎳合金元素要(yao)高于母(mu)材(cai)(cai),例(li)如18-8焊(han)接(jie)采(cai)用(yong)19-9焊(han)接(jie)材(cai)(cai)料(liao)等。
(3). 在可能的(de)條件下,應采(cai)用含有少量(4%~12%)鐵素體的(de)焊接材料,保證焊縫良(liang)好(hao)的(de)抗裂性(xing)能。
(4). 焊(han)(han)(han)縫中不(bu)允(yun)許(xu)或不(bu)可能存在鐵(tie)素體相時,焊(han)(han)(han)材應選用含鉬(mu)、錳(meng)等合金元素的(de)焊(han)(han)(han)接材料。
(5) .焊(han)材(cai)的碳、硫(liu)、磷、硅、鈮應盡(jin)可(ke)(ke)能低(di),特別是碳、硫(liu)、磷等(deng)元素。鈮在(zai)純奧(ao)氏體焊(han)縫(feng)中(zhong)會引起凝固裂紋,但焊(han)縫(feng)中(zhong)有少量(liang)鐵素體,可(ke)(ke)以有效地(di)避免。
(6). 焊(han)后需要進行(xing)穩定(ding)化或消除應力處理的焊(han)接(jie)結構,通(tong)常選用含鈮的焊(han)接(jie)材(cai)料。如:0Crl8Ni10Nb、0Cr18Ni12Mo2Nb等。
填充金屬如焊(han)(han)(han)條、焊(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)等(deng),應根據被焊(han)(han)(han)材料的品種、規(gui)格(ge)及配合的不(bu)同焊(han)(han)(han)接工藝來選用(yong)。表(biao)(biao)2-3列出了(le)在采用(yong)鎢(wu)極氬弧焊(han)(han)(han)、熔(rong)化極氬弧焊(han)(han)(han)、等(deng)離子(zi)弧焊(han)(han)(han)及埋弧焊(han)(han)(han)時,常用(yong)的奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)型號。常用(yong)藥(yao)芯焊(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)型號及化學(xue)成分(fen)見表(biao)(biao)2-4,而表(biao)(biao)2-5則(ze)是(shi)藥(yao)芯焊(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)所用(yong)的保(bao)護氣體(ti)(ti)及分(fen)級標(biao)準(zhun)。藥(yao)芯焊(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)與實(shi)心焊(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)相比,最大的優(you)點(dian)之一是(shi)能嚴格(ge)地滿足(zu)不(bu)同的鐵素體(ti)(ti)含(han)量要求;其二是(shi)可以(yi)無外(wai)保(bao)護氣體(ti)(ti),即自保(bao)護的藥(yao)芯焊(han)(han)(han)絲(si)(si)(si)。



埋弧焊(han)(han)常(chang)用于(yu)奧氏(shi)體不銹鋼(gang)的中厚板(ban)的焊(han)(han)接(jie)(jie),有時(shi)也可用于(yu)薄板(ban)焊(han)(han)接(jie)(jie)。在(zai)埋弧焊(han)(han)焊(han)(han)接(jie)(jie)過程中,鉻(ge)、鎳元素(su)的燒損可通過焊(han)(han)劑和焊(han)(han)絲中合金元素(su)的過渡得(de)到補充。由于(yu)埋弧焊(han)(han)的熔深(shen)大,應注意防(fang)止焊(han)(han)縫中心區熱裂紋(wen)的產生和執響區耐腐蝕性(xing)的降低(di)。
奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼熱(re)裂敏感性大,這就要(yao)求焊縫(feng)金(jin)屬成分大致與母材成分匹配,同時應(ying)控(kong)制(zhi)焊縫(feng)中鐵素(su)體(ti)的含(han)量(liang)(liang)。對(dui)長(chang)期在高溫下工作的焊件,焊縫(feng)中鐵素(su)體(ti)含(han)量(liang)(liang)應(ying)不大于5%。大多數奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼可采用埋弧焊焊接,焊絲(si)應(ying)選用低(di)硅、低(di)硫、低(di)磷(lin),成分與母材相近的焊絲(si)。
對(dui)鉻(ge)、鎳含量大于20%的奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼,為提(ti)高(gao)其抗裂性能,可選(xuan)用(yong)高(gao)錳(6%~8%)焊(han)絲,焊(han)劑應(ying)(ying)選(xuan)用(yong)堿性或(huo)中性焊(han)劑,以防止向焊(han)縫中增(zeng)硅。奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼專用(yong)焊(han)劑增(zeng)硅極少,還(huan)可以向焊(han)縫過渡(du)合金(jin),補償合金(jin)元(yuan)素的燒損,可以滿足焊(han)縫性能和化學成(cheng)分的要求。奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼埋弧(hu)焊(han)焊(han)接時(shi)應(ying)(ying)注意(yi)選(xuan)擇較(jiao)細的焊(han)絲和較(jiao)小(xiao)的焊(han)接線能量。
三、焊接奧氏體不銹鋼時應(ying)特(te)別注意的(de)要點
(1). 打(da)磨(mo)所(suo)使用(yong)的砂輪片只能專用(yong)于打(da)磨(mo)不(bu)(bu)銹鋼(gang);所(suo)用(yong)的鋼(gang)絲刷及清除焊渣的工(gong)具(ju)一律(lv)皆由(you)不(bu)(bu)銹鋼(gang)制成(cheng);不(bu)(bu)銹鋼(gang)件表面不(bu)(bu)允許暴露在火(huo)焰加(jia)工(gong)處,否則將損壞(huai)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的耐腐蝕性(xing)。
(2). 焊(han)接操作時(shi)(shi)(shi),應用(yong)短(duan)弧(hu)。在(zai)用(yong)氣體保(bao)護(hu)焊(han)時(shi)(shi)(shi),惰性氣體保(bao)護(hu)必須良(liang)好。當用(yong)實芯焊(han)絲作為熔化(hua)極焊(han)接不銹鋼時(shi)(shi)(shi),保(bao)護(hu)氣體不宜(yi)用(yong)含二氧化(hua)碳(tan)的混合氣;而藥芯焊(han)絲由于(yu)有渣保(bao)護(hu),不會因二氧化(hua)碳(tan)氣而增加焊(han)縫的含碳(tan)量。
(3). 一般不預熱(re)(re),只有特(te)別厚的構件在(zai)焊接前才(cai)預熱(re)(re)100℃~150℃。
(4). 在(zai)焊接中,層間溫度(du)應嚴(yan)格控制,要≤150℃。
(5). 應盡可能用(yong)較小的線能量進行焊接。
(6). 反(fan)面成(cheng)型的氣體保護(hu)(hu)焊,焊根側必須用還原(yuan)氣或純氬保護(hu)(hu)。
(7). 考慮(lv)到確(que)保焊(han)(han)縫中(zhong)經計算后預先確(que)定(ding)的(de)鐵(tie)素(su)(su)體含量,應(ying)當用鐵(tie)素(su)(su)體測(ce)定(ding)儀復測(ce)焊(han)(han)縫中(zhong)的(de)實際鐵(tie)素(su)(su)體含量。一(yi)般(ban)母材的(de)熔化量應(ying)控制在整個(ge)焊(han)(han)縫斷面面積的(de)35%以下。
(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(jian)腐蝕。
(9). 由于奧(ao)氏體不(bu)銹鋼的(de)收縮變形大,故在(zai)夾緊裝置(zhi)與定位焊上皆應加強。
(10). 不允許在(zai)工件坡口處有電弧擦傷母材的痕(hen)跡。
(11). 為確保(bao)焊接接頭的(de)耐腐蝕(shi)(shi)性,其(qi)表面(mian)應呈光亮(liang)狀,殘渣、焊縫的(de)顏色等皆應去(qu)除(chu)(chu),去(qu)除(chu)(chu)的(de)辦法是(shi)砂(sha)輪打磨、酸(suan)洗(xi)(xi)、噴丸、刷洗(xi)(xi)或拋光。表面(mian)粗(cu)糙度愈(yu)小,其(qi)耐蝕(shi)(shi)性就愈(yu)高(gao)。表面(mian)酸(suan)洗(xi)(xi)可(ke)用(yong)各種酸(suan)洗(xi)(xi)液或酸(suan)洗(xi)(xi)膏,根據其(qi)規定的(de)酸(suan)洗(xi)(xi)時間,再用(yong)清潔水加以沖洗(xi)(xi)干凈。去(qu)除(chu)(chu)焊后的(de)顏色時,最好的(de)辦法是(shi)用(yong)石英砂(sha)進(jin)行(xing)磨刷。
(12). 修復焊接前(qian),也應酸洗(xi)(xi)坡口(kou)表(biao)面(mian)。但由于舊構件表(biao)面(mian)粗糙,故最(zui)好(hao)酸洗(xi)(xi)之后現(xian)對表(biao)面(mian)進(jin)行(xing)鈍化處理,然(ran)后用清水沖洗(xi)(xi)干凈。
(13). 噴丸處(chu)理(li)時只允(yun)許用石英砂或不銹鋼顆粒。經噴丸處(chu)理(li)后的表面有(you)金(jin)屬光澤(ze),但表面過于粗糙者,應(ying)再做(zuo)鈍化處(chu)理(li)。
(14). 在焊(han)接中(zhong),為加快焊(han)縫(feng)冷(leng)卻(que)速度,推薦(jian)采用起淬冷(leng)作用的銅(tong)墊塊。

