奧氏(shi)體不銹鋼在物理性能、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(han)接方法及規范選(xuan)擇
奧氏體不銹鋼可用鎢極(ji)氬弧焊(TIG)、熔(rong)化極氬弧焊(MIG)、等離子(zi)弧焊(PAW)及埋弧(hu)焊(SAW)等方法進行焊接。
奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼焊(han)(han)(han)接(jie),因為其(qi)熔(rong)點低、熱導(dao)率小、電阻(zu)系數(shu)大,焊(han)(han)(han)接(jie)時母(mu)材和焊(han)(han)(han)接(jie)材料都容易被加熱、熔(rong)化,所以使用的焊(han)(han)(han)接(jie)電流(liu)比(bi)較(jiao)小,只(zhi)是普通碳(tan)鋼的80%左右(you)。同時應(ying)(ying)采用窄(zhai)焊(han)(han)(han)縫(feng)、窄(zhai)焊(han)(han)(han)道(dao),減少高溫停留時間,防止碳(tan)化物析出影響耐腐蝕性(xing),減少焊(han)(han)(han)縫(feng)收縮應(ying)(ying)力,降低熱裂紋敏感性(xing)。
2. 奧氏體不銹(xiu)鋼焊接材料的(de)選擇
奧氏(shi)體不銹鋼品種多,使用環境(jing)復雜多變,焊接材料的選擇(ze)是一項謹慎(shen)而又重要(yao)的工作。奧氏(shi)體不銹鋼選擇(ze)焊接材料的主要(yao)依(yi)據是:根據母材的主要(yao)化學成分選擇(ze)焊材。
①. 填充金(jin)屬如焊(han)(han)條、焊(han)(han)絲等,應根據(ju)被焊(han)(han)材料的品種、規格及配合的不同(tong)焊(han)(han)接工藝來選(xuan)用(yong)。表6-3列出在采用(yong)鎢極氬弧焊(han)(han)、熔(rong)化極氬弧焊(han)(han)、等離子弧焊(han)(han)及埋弧焊(han)(han)時,常用(yong)的奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼焊(han)(han)絲型號。
②. 焊材的成分,特別是焊接(jie)(jie)材料中的Cr、Ni合金元素(su)要高于母(mu)材,例如(ru)18-8焊接(jie)(jie)采用19-9焊接(jie)(jie)材料等。
③. 在可能(neng)的條件(jian)下,應采(cai)用含有少量(4%~12%)鐵素體的焊接材(cai)料,保證焊縫良好的抗裂性(xing)能(neng)。
④. 焊縫中不允許或不可能存在鐵素體相時,焊材(cai)應選用含Mo、Mn等合金元素的焊接材(cai)料。
⑤. 焊材的C、S、P、Si、Nb應盡可(ke)能低,特別是C、S、P等元素(su)。Nb在(zai)純(chun)奧氏(shi)體(ti)焊縫中會(hui)引起凝固裂(lie)紋,但焊縫中有(you)少量鐵(tie)素(su)體(ti),可(ke)以有(you)效地避免。
⑥. 焊(han)后需要進行穩定化或(huo)消除應(ying)力處理的(de)焊(han)接結(jie)構,通常選(xuan)用含Nb的(de)焊(han)接材料(liao)。如06Cr18Ni10Nb、06Cr18Nil2Mo2Nb等。常用藥芯焊(han)絲型號及(ji)化學成分(%),見表6-4。
藥芯焊絲用保護氣(qi)體(ti),見表6-5。
埋(mai)弧焊常(chang)于奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼中(zhong)厚板的(de)(de)焊接,有時也可用于薄板焊接。在埋(mai)弧焊焊接過程中(zhong),Cr、Ni元(yuan)素的(de)(de)燒損(sun)可通(tong)過焊劑和焊絲中(zhong)合金元(yuan)素的(de)(de)過渡得到補充(chong)。由于埋(mai)弧焊的(de)(de)熔深(shen)大,應注意防止(zhi)焊縫中(zhong)心區熱裂紋的(de)(de)產生和熱影響區耐腐蝕性的(de)(de)降低(di)。
奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)熱裂敏感性大(da)(da)(da),這就要求焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬成(cheng)分(fen)(fen)大(da)(da)(da)致與母材成(cheng)分(fen)(fen)匹配(pei),同時應(ying)控制焊(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)鐵素體的含量(liang)。對長(chang)期在高(gao)溫(wen)下工作(zuo)的焊(han)(han)件,焊(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)鐵素體含量(liang)應(ying)不(bu)(bu)(bu)大(da)(da)(da)于5%.大(da)(da)(da)多(duo)數奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)可(ke)采用(yong)埋(mai)(mai)弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接,焊(han)(han)絲(si)應(ying)選(xuan)(xuan)用(yong)低(di)Si、低(di)S、低(di)P,成(cheng)分(fen)(fen)與母材相近的焊(han)(han)絲(si)。對Cr、Ni含量(liang)大(da)(da)(da)于20%的奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),為提高(gao)其抗裂性能,可(ke)選(xuan)(xuan)用(yong)高(gao)Mn(6%~8%)焊(han)(han)絲(si),焊(han)(han)劑(ji)(ji)應(ying)選(xuan)(xuan)用(yong)堿性或中(zhong)性焊(han)(han)劑(ji)(ji),以(yi)(yi)(yi)防止(zhi)向焊(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)增Si。奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)專用(yong)焊(han)(han)劑(ji)(ji)增Si極少,還可(ke)以(yi)(yi)(yi)向焊(han)(han)縫(feng)(feng)過渡合金(jin),補償(chang)合金(jin)元素的燒損,可(ke)以(yi)(yi)(yi)滿足焊(han)(han)縫(feng)(feng)性能和化學成(cheng)分(fen)(fen)的要求。奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)埋(mai)(mai)弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)接時,應(ying)注意選(xuan)(xuan)擇較(jiao)細(xi)的焊(han)(han)絲(si)和較(jiao)小的焊(han)(han)接線能量(liang)。
3. 焊接(jie)奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)時的注意(yi)要點
①. 打磨(mo)所使(shi)用(yong)的(de)砂輪片只能專用(yong)于打磨(mo)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang);所用(yong)的(de)鋼(gang)絲刷及清除焊渣的(de)工(gong)具一律皆由不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)制成;不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)件表面不允許暴露在火(huo)焰加工(gong)處,否(fou)則將損壞不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)耐腐蝕性。
②. 焊(han)接(jie)(jie)操(cao)作(zuo)時,應用短弧。在(zai)用氣(qi)(qi)體保護焊(han)時,惰性(xing)氣(qi)(qi)體保護必須良(liang)好。當用實芯(xin)焊(han)絲(si)作(zuo)為熔化極焊(han)接(jie)(jie)不(bu)銹鋼時,保護氣(qi)(qi)體不(bu)宜用含CO2的混合氣(qi)(qi);而藥芯(xin)焊(han)絲(si)由(you)于有(you)渣保護,不(bu)會因CO2氣(qi)(qi)而增加焊(han)縫的含碳量(liang)。
③. 一般不預(yu)熱,只(zhi)有(you)特別厚的構件在焊(han)接前才預(yu)熱100~150℃.
④. 在焊(han)接(jie)中,層間溫度應嚴格控制(zhi)(≤150℃).
⑤. 應(ying)盡(jin)可能用較小的線能量(liang)進行焊(han)接。
⑥. 反面成型的氣(qi)體(ti)(ti)保護(hu)焊,焊根側(ce)必須用(yong)還性氣(qi)體(ti)(ti)或純氬(ya)保護(hu)。
⑦. 考慮到(dao)確(que)保(bao)焊縫(feng)中(zhong)經計算后預先確(que)定的(de)鐵素(su)體(ti)含(han)量(liang)(liang),應當用鐵素(su)體(ti)測(ce)(ce)定儀復測(ce)(ce)焊縫(feng)中(zhong)的(de)實際鐵素(su)體(ti)含(han)量(liang)(liang)。一般母材的(de)熔化量(liang)(liang)應控制在整個焊縫(feng)斷面(mian)面(mian)積的(de)35%以下。
⑧. 對于加入穩定(ding)劑以穩定(ding)碳(tan)的(de)奧(ao)氏體(ti)不銹鋼,建議用超低碳(tan)不含穩定(ding)劑的(de)填充材料,反之亦然,以防止(zhi)晶間(jian)腐蝕。
⑨. 由于奧(ao)氏體不銹鋼受熱變形大(da),應加(jia)強焊件夾緊與定位焊。
⑩. 不允(yun)許在工件坡口處(chu)有電弧(hu)擦傷母材的(de)痕跡。
?. 為(wei)確保焊(han)接接頭(tou)的(de)耐腐蝕性,其表(biao)面(mian)應呈(cheng)光(guang)亮狀;殘渣、焊(han)縫的(de)顏色(se)(se)等皆應去(qu)除(chu),去(qu)除(chu)的(de)辦法是砂(sha)輪打磨、酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)、噴丸(wan)(wan)、刷洗(xi)(xi)或拋光(guang)。因為(wei)表(biao)面(mian)愈平整光(guang)滑(hua),其耐蝕性就愈高(gao)。表(biao)面(mian)酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)可用相應酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)液(ye)或酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)膏,在其規(gui)定的(de)時間內完(wan)成酸(suan)(suan)洗(xi)(xi),再用清(qing)潔(jie)水加以(yi)沖洗(xi)(xi)。在去(qu)除(chu)焊(han)后的(de)顏色(se)(se)時,最(zui)好(hao)的(de)辦法是用石英砂(sha)進行噴丸(wan)(wan)處理。
?. 修(xiu)復(fu)焊前,修(xiu)焊處表(biao)面也應(ying)酸洗(xi)。酸洗(xi)之后應(ying)對表(biao)面進行鈍化處理,然(ran)后用(yong)清水沖洗(xi)干凈,方可進行修(xiu)復(fu)焊接。
?. 噴(pen)丸(wan)處理時(shi)只允許用石英(ying)砂(sha)或不銹(xiu)鋼丸(wan)粒。經噴(pen)丸(wan)處理后的表(biao)面有金屬光澤(ze),但表(biao)面過于粗糙者(zhe),應再做(zuo)酸洗、鈍化處理。
?. 在焊(han)接(jie)中(zhong),為加(jia)快焊(han)縫冷(leng)(leng)卻速度,推薦采用起淬冷(leng)(leng)作用的銅(tong)墊塊(kuai)。
奧氏(shi)體不銹鋼埋弧焊(han)焊(han)絲及(ji)焊(han)劑選用,見表6-3。