不銹鋼焊接工藝方法主要有以下幾種:藥皮焊條電弧焊接、埋弧焊接、氣體保護電弧焊接(TIG焊接,MIG焊接)、二氧化碳氣體保護電弧焊接(MAG焊接)、等離子焊接、電子束焊接、電阻焊接、激光焊接、釬焊等。
1. 藥(yao)皮焊(han)條電弧焊(han)接
藥(yao)皮(pi)焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)接(jie),是(shi)在母(mu)材和焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)之(zhi)間(jian),使(shi)其產(chan)(chan)生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)進行焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)方(fang)法(fa)。焊(han)(han)(han)接(jie)時,借助(zhu)焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)藥(yao)皮(pi)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)氣(qi)(qi)體和熔渣,把焊(han)(han)(han)接(jie)熔池與(yu)大氣(qi)(qi)隔離。因其適(shi)應性(xing)強(qiang),而(er)被廣(guang)泛(fan)采用(yong)。使(shi)用(yong)交流(liu)(liu)(AC)或直流(liu)(liu)(DC)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源,但廣(guang)泛(fan)普及使(shi)用(yong)的(de)是(shi)交流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)接(jie)機。電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)通電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)產(chan)(chan)生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu),電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)分為(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)芯(xin)、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)流(liu)(liu)、電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焰三部分。因為(wei)在其周圍形成(cheng)保護(hu)氣(qi)(qi)流(liu)(liu),使(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)穩定(ding)(ding)燃(ran)燒。焊(han)(han)(han)接(jie)時,盡量保持短弧(hu)(hu)(hu)(hu),以免發生(sheng)保護(hu)氣(qi)(qi)流(liu)(liu)不(bu)穩定(ding)(ding)的(de)現象。要防止空氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)氧(yang)及氮侵(qin)人。藥(yao)皮(pi)焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)接(jie)法(fa)如圖6-4所示。藥(yao)皮(pi)當中(zhong)(zhong)含有(you)氧(yang)化(hua)物(wu)、碳(tan)酸(suan)(suan)鹽(yan)、硅酸(suan)(suan)鹽(yan)、氟化(hua)物(wu)、有(you)機物(wu)和合金劑等。不(bu)銹鋼藥(yao)皮(pi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)在JIS Z3221 中(zhong)(zhong)有(you)所規定(ding)(ding)。
2. 埋(mai)弧焊接
以焊(han)(han)(han)(han)絲(si)作為(wei)電(dian)(dian)極,電(dian)(dian)極與(yu)母材(cai)之間產生電(dian)(dian)弧并不(bu)斷(duan)地送敷焊(han)(han)(han)(han)藥(yao)(yao)(yao)而連(lian)續進(jin)行焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)方(fang)法(fa),稱(cheng)之為(wei)埋弧焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)。這(zhe)種焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)方(fang)法(fa)因其電(dian)(dian)弧肉(rou)眼看不(bu)到而獲此名稱(cheng)。焊(han)(han)(han)(han)藥(yao)(yao)(yao)依靠(kao)電(dian)(dian)弧熱量成(cheng)(cheng)熔融焊(han)(han)(han)(han)藥(yao)(yao)(yao)和(he)(he)熔渣(zha),后(hou)者將熔融金屬與(yu)大氣(qi)隔離開來。使用(yong)大電(dian)(dian)流可(ke)以高效(xiao)率地進(jin)行焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie),一般是用(yong)于中(zhong)厚板(ban)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie),有時亦(yi)可(ke)用(yong)于薄板(ban)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)。因為(wei)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)過程中(zhong)大約損失(shi)15%的(de)鉻,應當在焊(han)(han)(han)(han)絲(si)和(he)(he)焊(han)(han)(han)(han)藥(yao)(yao)(yao)中(zhong),設法(fa)補充鉻的(de)成(cheng)(cheng)分。埋弧焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)原理圖如(ru)圖6-5所示(shi)。
3. 氣體保護(hu)電弧焊接(TIG焊接,MIG焊接)
TIG焊(han)(han)(han)(han)接(jie)是用(yong)鎢(W)電(dian)(dian)極與母材之間產生電(dian)(dian)弧,用(yong)氬(Ar)氣或氦(He)氣將電(dian)(dian)弧與空氣隔離開來,電(dian)(dian)弧將焊(han)(han)(han)(han)絲熔化完成焊(han)(han)(han)(han)接(jie)的方法。焊(han)(han)(han)(han)槍采用(yong)水(shui)冷卻方式和(he)空氣冷卻方式,鎢電(dian)(dian)極的尺(chi)寸大小(xiao)根據電(dian)(dian)流和(he)板厚來選(xuan)(xuan)(xuan)定。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)機(ji)(電(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)機(ji))采用(yong)交流(AC)或直流(DC)都可以(yi)。一般情況下,不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的焊(han)(han)(han)(han)接(jie),以(yi)直流(DC)占多數。選(xuan)(xuan)(xuan)用(yong)直流時,鎢電(dian)(dian)極的消耗(hao)量少(shao)。以(yi)提高焊(han)(han)(han)(han)接(jie)效率為目(mu)的,要將焊(han)(han)(han)(han)絲連接(jie)到負極上,如(ru)圖6-6所示。如(ru)果選(xuan)(xuan)(xuan)用(yong)交流,因鎢電(dian)(dian)極消耗(hao)量大而(er)不(bu)(bu)適(shi)合于(yu)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼焊(han)(han)(han)(han)接(jie)。
MIG焊(han)(han)(han)(han)接是用(yong)氬(ya)(Ar)或氦(hai)(He)氣將電弧(hu)與(yu)空氣隔離開來,同(tong)時在焊(han)(han)(han)(han)絲和(he)母材之間產生電弧(hu)的焊(han)(han)(han)(han)接方法。與(yu)TIG焊(han)(han)(han)(han)接比(bi)較起來,因為(wei)它可使用(yong)大電流,焊(han)(han)(han)(han)槍要采(cai)用(yong)水(shui)冷卻(que)方式,焊(han)(han)(han)(han)絲直徑一般的采(cai)用(yong)1.2mm,1.6mm,2.0mm等(deng),生產效率高。MIG焊(han)(han)(han)(han)接電焊(han)(han)(han)(han)機要選(xuan)用(yong)直流(DC)的,和(he)TIG焊(han)(han)(han)(han)接相反,要將焊(han)(han)(han)(han)絲接到正極(圖6-5)。
TIG焊接(jie)(jie)和MIG焊接(jie)(jie)都能在(zai)焊接(jie)(jie)部分得到高質量的(de)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭,它(ta)容易實現自(zi)動(dong)化操作,因此(ci)廣泛地應用在(zai)汽車制造行業(ye)和電(dian)機制造行業(ye)。
4. 二氧(yang)化碳(tan)氣體保(bao)護電弧(hu)焊接(jie)(MAG焊接(jie))
對于使用二氧化碳氣體將空氣隔離,同時以藥芯焊絲(圖6-7)作為電極,在與母材之間產生電弧的焊接方法,如果將二氧化碳氣體改換成氬(Ar)和二氧化碳(CO2)混合的MAG氣體而進行焊接的方法稱為MAG 焊接(金屬極活性氣體保護電弧焊)。焊絲直徑大多數是采用1.2mm或1.6mm.其斷面形狀有斂縫形式及無縫形式。
5. 等離子焊接(jie)
等(deng)離(li)子(zi)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)是(shi)在母材和鎢電極之間產生(sheng)電弧(hu)(hu),利用氣體冷卻將電弧(hu)(hu)拉細(xi),使在高溫離(li)子(zi)化(hua)的(de)條件下進(jin)行焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)的(de)方法。惰性氣體的(de)作(zuo)用:一是(shi)離(li)子(zi)化(hua);二是(shi)起保(bao)護(hu)作(zuo)用。這就(jiu)是(shi)和TIG焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)的(de)不同之處(chu)。等(deng)離(li)子(zi)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)可(ke)以進(jin)行熔融度較(jiao)深的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie),焊(han)(han)(han)(han)(han)道(dao)寬度比較(jiao)狹(xia)窄,熱影響很小(xiao)(xiao),因(yin)此適(shi)合于不銹鋼的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)。因(yin)為可(ke)以使小(xiao)(xiao)電流集中,使電弧(hu)(hu)易于控制,所以它亦(yi)適(shi)用于TIG焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)不可(ke)能的(de)超(chao)薄板焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)。
6. 電子(zi)束焊接
電(dian)子束(shu)(shu)焊接是(shi)在高(gao)真空(kong)中(zhong),使用電(dian)子束(shu)(shu)發射槍將(jiang)高(gao)速的(de)電(dian)子束(shu)(shu)射向(xiang)母材,利用其沖擊熱而進行(xing)的(de)焊接方法。因為(wei)它是(shi)在高(gao)真空(kong)中(zhong)進行(xing)操(cao)作,所(suo)以(yi)即(ji)便是(shi)和大(da)氣容易起(qi)反(fan)應(ying)的(de)材料(liao),也可以(yi)簡單地進行(xing)焊接。由于(yu)電(dian)子束(shu)(shu)的(de)磁透(tou)鏡作用可以(yi)將(jiang)其拉細,使其能量集中(zhong),所(suo)以(yi)就可以(yi)對(dui)高(gao)熔(rong)點材料(liao)以(yi)及熔(rong)融較(jiao)深的(de)部位進行(xing)焊接。電(dian)子束(shu)(shu)焊接由于(yu)可以(yi)實現電(dian)子束(shu)(shu)輸出(chu)能量的(de)準確控制(zhi),所(suo)以(yi),廣泛地應(ying)用在精密零件焊接。
7. 電阻焊接
a. 晶間腐蝕(shi)-沿晶界產生的局部腐蝕。在焊接的熱影響區,高溫下鉻的碳化物(Cr23C6)會在結晶粒界上析出,導致其近旁“貧鉻”的部位產生選擇性的腐蝕。
b. 應力腐蝕斷裂-奧氏體系列不銹鋼其焊接部分的殘余應力,在特定的腐蝕條件基礎上,有產生應力腐蝕裂紋(SCC)的現象。
c. 焊接缺陷與(yu)腐蝕(shi)-必須(xu)注意因為氣(qi)孔、咬邊等(deng)輝接缺陷會(hui)造(zao)成孔腐蝕(shi)及縫間隙腐蝕(shi)。
d. 惰性氣體(ti)保護-因為氧化皮是造成焊接部(bu)位腐蝕(shi)的(de)原因之(zhi)一(yi),所以在焊接過程中使用(yong)氬等惰性氣體(ti)使之(zhi)與空氣隔離(li)。
利用(yong)材(cai)料的電(dian)阻(zu)作用(yong),使電(dian)能轉換成熱(re)能的焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)(fang)法(fa)稱(cheng)為(wei)(wei)電(dian)阻(zu)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)。電(dian)阻(zu)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)中有點(dian)焊(han)(han)、縫焊(han)(han)(滾焊(han)(han))、凸焊(han)(han)和(he)對(dui)焊(han)(han)等方(fang)(fang)法(fa)。因為(wei)(wei)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時需要大電(dian)流,所以焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)比(bi)較(jiao)薄的板材(cai)、管材(cai)及圓(yuan)鋼等可采用(yong)這種(zhong)方(fang)(fang)法(fa)。由于不銹(xiu)鋼比(bi)普通鋼電(dian)阻(zu)大電(dian)阻(zu)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)容(rong)易進行。因為(wei)(wei)馬氏體(ti)系(xi)列,鐵素體(ti)系(xi)列不銹(xiu)鋼的自硬性,焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)的溫(wen)度可能造成脆化,為(wei)(wei)此,有必要注意對(dui)材(cai)料及焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)條件的選擇(圖6-8)。
8. 激光焊(han)接
以(yi)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)作為(wei)(wei)(wei)熱源,形成聚光(guang)狀(zhuang)態下對材料進(jin)行照射(she),使(shi)(shi)其局(ju)部熔(rong)融后凝固,由此接(jie)合(he)而成焊接(jie)接(jie)頭的(de)方(fang)法,稱為(wei)(wei)(wei)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)焊接(jie)。作為(wei)(wei)(wei)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)振蕩器(qi),以(yi)二(er)氧化(hua)碳(tan)使(shi)(shi)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)振蕩等(deng)稱為(wei)(wei)(wei)二(er)氧化(hua)碳(tan)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang),YAG(釔鋁(lv)柘榴石)的(de)棒狀(zhuang)結晶使(shi)(shi)激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)振蕩稱為(wei)(wei)(wei)YAG激(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)。焊接(jie)時(shi),為(wei)(wei)(wei)了防止氧化(hua),使(shi)(shi)用氬或氮(dan)等(deng)作為(wei)(wei)(wei)保護氣體(ti)覆蓋焊接(jie)金屬熔(rong)池,對電弧與空氣進(jin)行隔(ge)離(li)。
9. 釬焊
使用比接(jie)(jie)合母材金屬熔(rong)融點(dian)低的(de)金屬或者是將(jiang)這些(xie)合金作(zuo)為(wei)熔(rong)融添加(jia)劑(ji),不使母材金屬熔(rong)化而進行接(jie)(jie)合的(de)方法(fa)稱(cheng)(cheng)為(wei)釬(han)(han)(han)焊(han)。添加(jia)的(de)金屬稱(cheng)(cheng)為(wei)釬(han)(han)(han)料,熔(rong)融溫度(du)在450℃以上的(de)稱(cheng)(cheng)為(wei)“硬(ying)釬(han)(han)(han)焊(han)”,450℃以下的(de)稱(cheng)(cheng)為(wei)“軟釬(han)(han)(han)焊(han)”。有(you)時采(cai)用“銀釬(han)(han)(han)焊(han)”以及(ji)“錫釬(han)(han)(han)焊(han)”等等。如(ru)果要求(qiu)具備(bei)耐腐蝕性時,則(ze)需具有(you)鎳(Ni)成分(fen)的(de)“銀釬(han)(han)(han)焊(han)”,如(ru)果要求(qiu)具備(bei)耐熱性時,則(ze)以Ni-Cr系列(lie)(lie),銅(tong)系列(lie)(lie),銀錳系列(lie)(lie)的(de)釬(han)(han)(han)料為(wei)適宜。釬(han)(han)(han)焊(han)方法(fa)分(fen)為(wei)火焰式釬(han)(han)(han)焊(han)、感(gan)應(ying)加(jia)熱釬(han)(han)(han)焊(han)、電阻加(jia)熱釬(han)(han)(han)焊(han)以及(ji)爐中加(jia)熱釬(han)(han)(han)焊(han)等。