熔化焊的各種方法均可用來焊接鉻系馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang),但最常用的方法是手工焊條電弧焊和鎢極氬弧焊。當采用手工焊條電弧焊時應盡可能采用低氫、超低氫焊條,焊前焊條要經過300~350℃的高溫烘烤以減少擴散氫的含量,降低冷裂紋的敏感性。鎢極氬弧焊(TIC)主要使用于薄壁構件和管道焊件,以及重要部件的打底焊。TIG焊的特點是焊接質量高,焊縫成型美觀,可單面焊雙面成型,保證鋼管內焊縫的成型質量。焊接時為防止背面氧化,打底焊通常采取氬氣背面保護的措施。Ar+CO2或Ar+O2的富氬混合氣體保護熔化極焊也常用于焊接馬氏體不銹鋼,具有焊接效率高、焊縫質量較好以及焊縫金屬具有較高抗氫致(冷)裂紋的特點。表6-6是已標準化的Cr13型馬氏體及低碳鉻-鎳-鉬系馬氏體不銹鋼常用焊材和焊接方法。
鉻系(xi)馬氏(shi)體(ti)不銹鋼,因焊(han)接性較差,采(cai)用與母材(cai)成分相同(tong)的(de)(de)焊(han)材(cai)時,通常均應采(cai)取(qu)焊(han)前預(yu)(yu)熱,焊(han)后(hou)熱處理。但當焊(han)件的(de)(de)拘束(shu)度大,且難以(yi)進行預(yu)(yu)熱和(he)焊(han)后(hou)熱處理時,也可以(yi)采(cai)用奧氏(shi)體(ti)型焊(han)接材(cai)料(見表6-3),以(yi)提高焊(han)接接頭的(de)(de)塑性和(he)韌(ren)性,防止(zhi)裂紋的(de)(de)發生(sheng)。
但奧氏體或以奧氏體為主(zhu)的(de)焊縫金屬強度要低于(yu)馬氏體母材(cai),而且由于(yu)焊縫金屬的(de)化學(xue)成分和(he)顯微(wei)組織(zhi)與母材(cai)差別較大(da),焊接殘余(yu)應(ying)(ying)力(li)較大(da),對于(yu)焊接接頭(tou)的(de)使用(yong)性能會(hui)產生不(bu)(bu)利(li)影響,特別是對接頭(tou)的(de)疲(pi)勞(lao)蠕變性能和(he)應(ying)(ying)力(li)腐蝕破裂不(bu)(bu)利(li)。因(yin)此,采用(yong)奧氏體焊材(cai)時(shi),應(ying)(ying)根據使用(yong)條件嚴格選擇(ze),并要求進(jin)行工藝評(ping)定。有時(shi)還可采用(yong)鎳基合金焊材(cai),使焊縫的(de)膨脹系(xi)數(shu)與母材(cai)接近,盡量降低焊接殘余(yu)應(ying)(ying)力(li)和(he)高溫熱應(ying)(ying)力(li)。
由于馬氏體不銹鋼焊(han)接性較差,焊接馬氏體不銹鋼時,不論用手工電弧焊、藥芯焊絲半自動焊接或自動焊,還是用氣體保護焊(TIG或MIG)、自動埋弧焊,都必須預熱,保持層間溫度,并進行焊后處理。預熱溫度一般為200~300℃.雖然馬氏體轉變溫度甚高,但并不推薦采用高于300℃的預熱與層間溫度。鋼中的含碳量仍然是一個主要因素,由它來選擇預熱溫度,當然還與工件厚度有關。
一旦要采取焊后熱處理措施,必須全面考慮冶金因素的利弊。
藥芯(xin)焊(han)(han)絲與(yu)埋弧焊(han)(han)、體保護(hu)焊(han)(han)(包括(kuo)熔(rong)化(hua)極(ji)(ji)與(yu)非熔(rong)化(hua)極(ji)(ji))焊(han)(han)絲的熔(rong)敷(fu)金屬(shu)、化(hua)學(xue)成分與(yu)手工電弧焊(han)(han)條僅在硅、銅(tong)、錳含量上有些區別,其(qi)他基本(ben)一(yi)樣(yang)。
馬(ma)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)焊后(hou)熱(re)處理的作(zuo)用有兩點:一是(shi)通過(guo)退(tui)(tui)(tui)火降低焊縫(feng)金屬與熱(re)影(ying)響區的硬度(du),以改善(shan)韌性;二是(shi)降低焊接殘余應力。通常(chang)對這類鋼(gang)的焊后(hou)熱(re)處理采用亞臨(lin)界退(tui)(tui)(tui)火及完全(quan)退(tui)(tui)(tui)火。完全(quan)退(tui)(tui)(tui)火適(shi)(shi)用于把多相組成的熱(re)影(ying)響區轉化為含鐵素(su)體的組織。完全(quan)退(tui)(tui)(tui)火需有適(shi)(shi)當(dang)的過(guo)程(cheng)控制(zhi),只(zhi)有在要求取得最(zui)為軟化的條件下才采用,因為它有形成粗大碳化物的副作(zuo)用。
電阻點焊(han)、閃光焊(han)、電子束焊(han)以(yi)及高頻電阻焊(han)皆可用(yong)于(yu)馬氏體不(bu)銹鋼的焊(han)接,注意(yi)事項同上面電弧焊(han)中所述相同。