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(xuan)擇


  奧氏(shi)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。


  奧氏體不銹鋼焊接,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(ao)氏體不(bu)銹鋼焊接材料的選擇


 奧氏體(ti)(ti)不銹鋼品(pin)種多,使用環境復雜多變,焊接材(cai)料的(de)選擇(ze)是一項(xiang)謹慎而又重要的(de)工作(zuo)。奧氏體(ti)(ti)不銹鋼選擇(ze)焊接材(cai)料的(de)主要依據是:


(1). 根據母材(cai)的主要化學成分選擇焊材(cai)。


(2). 焊材的成(cheng)分,特別是焊接(jie)材料中的鉻(ge)、鎳合金元素要(yao)高于母(mu)材,例如18-8焊接(jie)采用19-9焊接(jie)材料等。


(3). 在可能的(de)條件(jian)下,應采用含有少(shao)量(4%~12%)鐵(tie)素體的(de)焊(han)接材料,保證焊(han)縫良好(hao)的(de)抗裂性(xing)能。


(4). 焊(han)縫中(zhong)不(bu)允許或不(bu)可(ke)能存在鐵(tie)素(su)體相時,焊(han)材(cai)應選(xuan)用含(han)鉬、錳等合金元素(su)的(de)焊(han)接材(cai)料。


(5) .焊(han)材(cai)的碳、硫、磷、硅、鈮應盡可能低,特別是碳、硫、磷等(deng)元素。鈮在純奧(ao)氏體焊(han)縫中會引(yin)起凝固(gu)裂紋,但焊(han)縫中有少量鐵素體,可以有效地避免。


(6). 焊(han)(han)后需要進行穩定化或消除應力處理的焊(han)(han)接結構,通常(chang)選用含鈮的焊(han)(han)接材(cai)料。如(ru):0Crl8Ni10Nb、0Cr18Ni12Mo2Nb等。


      填充金屬如(ru)焊(han)條、焊(han)絲(si)等,應根據被焊(han)材料的(de)品種、規格及(ji)(ji)配(pei)合的(de)不同(tong)焊(han)接工藝來選用。表(biao)(biao)2-3列出(chu)了(le)在采用鎢極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)、熔化極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han)、等離子弧(hu)(hu)焊(han)及(ji)(ji)埋弧(hu)(hu)焊(han)時,常用的(de)奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼焊(han)絲(si)型(xing)號。常用藥(yao)(yao)芯焊(han)絲(si)型(xing)號及(ji)(ji)化學成分見表(biao)(biao)2-4,而表(biao)(biao)2-5則是(shi)(shi)藥(yao)(yao)芯焊(han)絲(si)所用的(de)保護(hu)(hu)氣體(ti)(ti)及(ji)(ji)分級標準。藥(yao)(yao)芯焊(han)絲(si)與實心焊(han)絲(si)相比,最大的(de)優點之一是(shi)(shi)能(neng)嚴(yan)格地滿足(zu)不同(tong)的(de)鐵素體(ti)(ti)含量要求;其(qi)二是(shi)(shi)可以無外保護(hu)(hu)氣體(ti)(ti),即自保護(hu)(hu)的(de)藥(yao)(yao)芯焊(han)絲(si)。


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      埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)常用于奧氏體不銹鋼的(de)中(zhong)厚板的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie),有時也可用于薄板焊(han)(han)(han)(han)接(jie)。在(zai)埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)過(guo)程中(zhong),鉻、鎳元素的(de)燒損(sun)可通(tong)過(guo)焊(han)(han)(han)(han)劑和(he)焊(han)(han)(han)(han)絲中(zhong)合金元素的(de)過(guo)渡得(de)到補充(chong)。由(you)于埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)的(de)熔深大,應(ying)注意(yi)防止焊(han)(han)(han)(han)縫中(zhong)心區熱(re)裂(lie)紋的(de)產生和(he)執響(xiang)區耐腐蝕(shi)性的(de)降低。


      奧氏體(ti)不銹鋼熱裂敏感性(xing)大,這就要求焊(han)縫金屬成(cheng)分大致與(yu)母材成(cheng)分匹配,同時應(ying)(ying)控(kong)制焊(han)縫中鐵(tie)素體(ti)的含(han)(han)量(liang)。對長期(qi)在高溫下工作的焊(han)件,焊(han)縫中鐵(tie)素體(ti)含(han)(han)量(liang)應(ying)(ying)不大于5%。大多數奧氏體(ti)不銹鋼可采用埋弧焊(han)焊(han)接,焊(han)絲應(ying)(ying)選用低(di)硅、低(di)硫、低(di)磷,成(cheng)分與(yu)母材相近的焊(han)絲。


    對鉻、鎳含量大(da)于(yu)20%的奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼,為提(ti)高其抗(kang)裂(lie)性(xing)能,可(ke)選用高錳(6%~8%)焊絲,焊劑(ji)應(ying)選用堿性(xing)或中性(xing)焊劑(ji),以防止向(xiang)焊縫中增(zeng)硅。奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼專用焊劑(ji)增(zeng)硅極(ji)少,還可(ke)以向(xiang)焊縫過渡合(he)金,補償合(he)金元素的燒(shao)損,可(ke)以滿足焊縫性(xing)能和化(hua)學成(cheng)分(fen)的要求。奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼埋(mai)弧焊焊接時應(ying)注(zhu)意選擇較細的焊絲和較小的焊接線能量。


三(san)、焊接(jie)奧氏體不銹鋼時應特別注意(yi)的要點


(1). 打磨(mo)所使用(yong)的(de)砂輪片(pian)只能專用(yong)于(yu)打磨(mo)不銹(xiu)鋼(gang);所用(yong)的(de)鋼(gang)絲刷及清除(chu)焊渣的(de)工具一律(lv)皆由不銹(xiu)鋼(gang)制成;不銹(xiu)鋼(gang)件(jian)表面不允許暴(bao)露在(zai)火焰(yan)加(jia)工處,否則將損壞不銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐(nai)腐蝕性。


(2). 焊接(jie)操(cao)作時,應(ying)用(yong)短弧(hu)。在用(yong)氣體(ti)保(bao)護焊時,惰(duo)性氣體(ti)保(bao)護必須(xu)良好。當用(yong)實芯(xin)焊絲作為熔化(hua)(hua)極焊接(jie)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)時,保(bao)護氣體(ti)不(bu)(bu)(bu)宜(yi)用(yong)含二氧(yang)化(hua)(hua)碳的混合氣;而藥芯(xin)焊絲由于(yu)有渣(zha)保(bao)護,不(bu)(bu)(bu)會因二氧(yang)化(hua)(hua)碳氣而增加焊縫的含碳量。


(3). 一般不預熱(re),只有特別(bie)厚的構件(jian)在(zai)焊(han)接前才(cai)預熱(re)100℃~150℃。


(4). 在焊接中,層(ceng)間溫度(du)應(ying)嚴格控(kong)制,要≤150℃。


(5). 應盡可能用較小(xiao)的線能量進行焊接。


(6). 反(fan)面成型的氣(qi)體保護(hu)焊(han),焊(han)根側必(bi)須用(yong)還原氣(qi)或純氬保護(hu)。


(7). 考慮到確保焊縫(feng)中(zhong)(zhong)經計算后預(yu)先確定的(de)鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)含量(liang)(liang),應當用鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)測定儀復測焊縫(feng)中(zhong)(zhong)的(de)實際(ji)鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)含量(liang)(liang)。一(yi)般母(mu)材的(de)熔化量(liang)(liang)應控(kong)制在整(zheng)個焊縫(feng)斷面面積(ji)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). 由于奧氏體不銹鋼的收縮變形大,故在夾緊裝置(zhi)與定(ding)位焊上皆應(ying)加強。


(10). 不允許在工件坡口(kou)處有(you)電弧擦傷母材(cai)的痕跡。


(11). 為確保(bao)焊(han)接接頭的(de)耐腐蝕(shi)性,其表面(mian)應呈光亮狀,殘渣、焊(han)縫的(de)顏色等皆(jie)應去除(chu),去除(chu)的(de)辦法是砂輪(lun)打磨、酸洗(xi)(xi)(xi)、噴丸、刷洗(xi)(xi)(xi)或(huo)拋光。表面(mian)粗糙度愈(yu)小,其耐蝕(shi)性就(jiu)愈(yu)高。表面(mian)酸洗(xi)(xi)(xi)可用(yong)各種(zhong)酸洗(xi)(xi)(xi)液或(huo)酸洗(xi)(xi)(xi)膏(gao),根(gen)據其規定的(de)酸洗(xi)(xi)(xi)時間,再(zai)用(yong)清潔水加以沖洗(xi)(xi)(xi)干(gan)凈。去除(chu)焊(han)后(hou)的(de)顏色時,最好的(de)辦法是用(yong)石(shi)英砂進行(xing)磨刷。


(12). 修復焊接(jie)前,也應酸洗坡(po)口表面(mian)。但由于舊(jiu)構(gou)件(jian)表面(mian)粗糙,故最好酸洗之后現對(dui)表面(mian)進行鈍化處(chu)理(li),然后用(yong)清水沖洗干凈。


(13). 噴(pen)丸(wan)處(chu)理(li)時(shi)只允(yun)許(xu)用石英砂或(huo)不銹(xiu)鋼(gang)顆粒。經噴(pen)丸(wan)處(chu)理(li)后(hou)的表(biao)面有金(jin)屬(shu)光澤,但表(biao)面過于(yu)粗糙者,應再(zai)做鈍化(hua)處(chu)理(li)。


(14). 在焊接中,為加(jia)快焊縫冷卻速(su)度,推(tui)薦采(cai)用起淬(cui)冷作(zuo)用的(de)銅墊塊。