奧(ao)氏體(ti)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(bu)銹鋼焊接工藝有其特點。
1. 焊接(jie)方法及規(gui)范選(xuan)擇
奧氏體不銹鋼可用鎢極氬弧焊(TIG)、熔(rong)化(hua)極氬弧(hu)焊(MIG)、等(deng)離子(zi)弧焊(PAW)及埋(mai)弧焊(SAW)等方法進行焊接。
奧(ao)氏體不銹鋼(gang)焊(han)(han)接(jie),因為(wei)其(qi)熔(rong)點(dian)低(di)(di)、熱導率小(xiao)、電阻系數大,焊(han)(han)接(jie)時(shi)母材和(he)焊(han)(han)接(jie)材料都容易被(bei)加熱、熔(rong)化,所以(yi)使用的焊(han)(han)接(jie)電流比較小(xiao),只是普通碳鋼(gang)的80%左右。同時(shi)應(ying)采用窄(zhai)焊(han)(han)縫(feng)、窄(zhai)焊(han)(han)道,減少高(gao)溫(wen)停(ting)留時(shi)間,防(fang)止碳化物(wu)析出影響耐腐蝕性,減少焊(han)(han)縫(feng)收(shou)縮應(ying)力,降(jiang)低(di)(di)熱裂紋(wen)敏感性。
2. 奧氏體不銹鋼焊接(jie)材料的選擇
奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼品種(zhong)多(duo),使用環(huan)境(jing)復(fu)雜多(duo)變,焊接(jie)材料的(de)選擇是(shi)一(yi)項謹(jin)慎而又重要(yao)(yao)的(de)工作(zuo)。奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼選擇焊接(jie)材料的(de)主要(yao)(yao)依據(ju)是(shi):根(gen)據(ju)母材的(de)主要(yao)(yao)化學(xue)成分(fen)選擇焊材。
①. 填(tian)充金屬如焊(han)(han)(han)條、焊(han)(han)(han)絲(si)等,應根據(ju)被焊(han)(han)(han)材料的品種、規格(ge)及配合的不同焊(han)(han)(han)接工藝來選用(yong)。表6-3列出在采用(yong)鎢極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)、熔化極氬弧(hu)焊(han)(han)(han)、等離子弧(hu)焊(han)(han)(han)及埋弧(hu)焊(han)(han)(han)時,常用(yong)的奧氏體(ti)不銹鋼焊(han)(han)(han)絲(si)型號。
②. 焊材的(de)成分,特別(bie)是焊接材料中的(de)Cr、Ni合(he)金元素(su)要高于(yu)母(mu)材,例如18-8焊接采用19-9焊接材料等。
③. 在(zai)可能(neng)的(de)條件下,應采用含有(you)少量(4%~12%)鐵素體的(de)焊接(jie)材料,保證焊縫良好(hao)的(de)抗(kang)裂(lie)性(xing)能(neng)。
④. 焊(han)縫(feng)中不(bu)允許或不(bu)可能存在鐵素體相時,焊(han)材應選用(yong)含Mo、Mn等合(he)金元素的焊(han)接(jie)材料(liao)。
⑤. 焊(han)材的C、S、P、Si、Nb應盡(jin)可(ke)能低,特別是C、S、P等(deng)元(yuan)素(su)。Nb在(zai)純奧氏體(ti)焊(han)縫中會引起凝固裂紋(wen),但焊(han)縫中有少量鐵(tie)素(su)體(ti),可(ke)以有效地避免。
⑥. 焊(han)(han)后(hou)需要(yao)進行穩定(ding)化(hua)或消除應力處理的(de)焊(han)(han)接結構,通常選用含(han)Nb的(de)焊(han)(han)接材料(liao)。如06Cr18Ni10Nb、06Cr18Nil2Mo2Nb等(deng)。常用藥芯焊(han)(han)絲型號及化(hua)學成分(%),見表6-4。
藥芯焊絲用保護氣體,見表6-5。
埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)常于(yu)奧(ao)氏體不銹鋼中(zhong)厚板的焊(han)(han)(han)(han)接,有時也可用(yong)于(yu)薄板焊(han)(han)(han)(han)接。在埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接過(guo)程中(zhong),Cr、Ni元(yuan)素的燒損可通過(guo)焊(han)(han)(han)(han)劑和焊(han)(han)(han)(han)絲中(zhong)合金元(yuan)素的過(guo)渡得到補充。由(you)于(yu)埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)的熔深大,應(ying)注意防止焊(han)(han)(han)(han)縫中(zhong)心區(qu)(qu)熱(re)裂紋的產(chan)生和熱(re)影響區(qu)(qu)耐腐蝕性(xing)的降(jiang)低(di)。
奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)熱裂敏(min)感性(xing)大,這就要求(qiu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金屬成(cheng)分(fen)大致與(yu)母(mu)材成(cheng)分(fen)匹配,同時應控制焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)(zhong)鐵素體(ti)(ti)的(de)含(han)量(liang)(liang)。對長(chang)期在高(gao)溫下工(gong)作的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)件(jian),焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)(zhong)鐵素體(ti)(ti)含(han)量(liang)(liang)應不(bu)大于(yu)5%.大多數奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)可(ke)采用(yong)埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie),焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)應選(xuan)用(yong)低(di)Si、低(di)S、低(di)P,成(cheng)分(fen)與(yu)母(mu)材相(xiang)近的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)。對Cr、Ni含(han)量(liang)(liang)大于(yu)20%的(de)奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),為提高(gao)其抗裂性(xing)能(neng),可(ke)選(xuan)用(yong)高(gao)Mn(6%~8%)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si),焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑應選(xuan)用(yong)堿性(xing)或中(zhong)(zhong)性(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑,以(yi)防(fang)止向焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)(zhong)增Si。奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)專(zhuan)用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑增Si極少,還(huan)可(ke)以(yi)向焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)過渡合(he)金,補償合(he)金元素的(de)燒損(sun),可(ke)以(yi)滿(man)足(zu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)性(xing)能(neng)和化學成(cheng)分(fen)的(de)要求(qiu)。奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)時,應注意(yi)選(xuan)擇較細的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)和較小的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)線(xian)能(neng)量(liang)(liang)。
3. 焊接奧氏體不銹鋼時(shi)的注意要點
①. 打磨(mo)所(suo)使用的砂輪片只能專用于(yu)打磨(mo)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang);所(suo)用的鋼(gang)(gang)絲(si)刷及(ji)清除焊渣的工(gong)具一(yi)律(lv)皆(jie)由不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)制成;不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)件(jian)表面不允許暴露在火焰加工(gong)處,否則將損壞(huai)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的耐(nai)腐蝕性(xing)。
②. 焊(han)接操(cao)作時(shi),應(ying)用(yong)(yong)(yong)短弧。在用(yong)(yong)(yong)氣(qi)體(ti)保護焊(han)時(shi),惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti)保護必須良好。當(dang)用(yong)(yong)(yong)實芯焊(han)絲作為熔(rong)化極焊(han)接不(bu)銹鋼時(shi),保護氣(qi)體(ti)不(bu)宜用(yong)(yong)(yong)含CO2的混(hun)合氣(qi);而(er)藥芯焊(han)絲由于有渣保護,不(bu)會因(yin)CO2氣(qi)而(er)增加焊(han)縫(feng)的含碳(tan)量(liang)。
③. 一般不預熱,只有(you)特別厚的構件(jian)在焊(han)接前才預熱100~150℃.
④. 在焊(han)接中,層間(jian)溫度(du)應(ying)嚴格控制(≤150℃).
⑤. 應(ying)盡可能用較小的線能量進行焊(han)接。
⑥. 反面(mian)成型的氣體保護焊(han),焊(han)根側必(bi)須用還性氣體或純氬(ya)保護。
⑦. 考慮(lv)到確(que)(que)保焊縫(feng)中經(jing)計算后(hou)預先確(que)(que)定的(de)鐵素(su)(su)體含(han)量,應(ying)當(dang)用鐵素(su)(su)體測(ce)定儀復測(ce)焊縫(feng)中的(de)實際(ji)鐵素(su)(su)體含(han)量。一般母材的(de)熔化量應(ying)控制在整個焊縫(feng)斷面面積的(de)35%以下(xia)。
⑧. 對于加入穩(wen)(wen)定(ding)(ding)劑以穩(wen)(wen)定(ding)(ding)碳的奧氏(shi)體不(bu)銹鋼,建議用超低碳不(bu)含穩(wen)(wen)定(ding)(ding)劑的填充材料,反(fan)之亦然,以防(fang)止晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)。
⑨. 由(you)于奧氏體不銹(xiu)鋼受熱變形大,應加(jia)強(qiang)焊(han)件夾緊(jin)與(yu)定位焊(han)。
⑩. 不允(yun)許在工件坡口處(chu)有電弧擦傷母(mu)材的痕(hen)跡。
?. 為(wei)確保焊(han)接接頭的耐腐(fu)蝕(shi)性(xing),其(qi)表(biao)面應呈光亮(liang)狀;殘渣、焊(han)縫的顏色(se)等皆應去(qu)除,去(qu)除的辦法是(shi)砂輪打磨、酸(suan)洗(xi)、噴丸、刷洗(xi)或拋光。因(yin)為(wei)表(biao)面愈(yu)平整(zheng)光滑,其(qi)耐蝕(shi)性(xing)就愈(yu)高。表(biao)面酸(suan)洗(xi)可用相應酸(suan)洗(xi)液或酸(suan)洗(xi)膏(gao),在(zai)其(qi)規(gui)定(ding)的時間內完成(cheng)酸(suan)洗(xi),再用清潔水加以沖(chong)洗(xi)。在(zai)去(qu)除焊(han)后(hou)的顏色(se)時,最好的辦法是(shi)用石英砂進行噴丸處理。
?. 修(xiu)(xiu)復焊(han)前,修(xiu)(xiu)焊(han)處表(biao)面也應(ying)(ying)酸洗。酸洗之后(hou)應(ying)(ying)對表(biao)面進行(xing)鈍化(hua)處理,然后(hou)用(yong)清水沖(chong)洗干凈,方可進行(xing)修(xiu)(xiu)復焊(han)接。
?. 噴(pen)丸處理(li)時(shi)只允許用(yong)石英(ying)砂或不銹(xiu)鋼丸粒。經噴(pen)丸處理(li)后的(de)表(biao)面(mian)有金屬光(guang)澤(ze),但(dan)表(biao)面(mian)過(guo)于粗糙者,應(ying)再做酸洗、鈍化處理(li)。
?. 在(zai)焊接(jie)中,為加快焊縫冷卻速度,推薦采用起淬(cui)冷作(zuo)用的銅墊(dian)塊。
奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼埋弧(hu)焊焊絲及焊劑選(xuan)用,見表6-3。