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. 藥皮焊條電弧(hu)焊接
藥皮(pi)(pi)(pi)焊條(tiao)電(dian)(dian)弧焊接(jie)(jie),是(shi)在(zai)母材(cai)和(he)焊條(tiao)之間,使(shi)其(qi)產生(sheng)電(dian)(dian)弧進行焊接(jie)(jie)的(de)(de)方法。焊接(jie)(jie)時(shi),借助焊條(tiao)藥皮(pi)(pi)(pi)產生(sheng)的(de)(de)氣(qi)體和(he)熔(rong)(rong)渣,把焊接(jie)(jie)熔(rong)(rong)池與大(da)氣(qi)隔離。因其(qi)適應性強,而被廣泛采用(yong)。使(shi)用(yong)交(jiao)流(liu)(liu)(liu)(AC)或直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(DC)電(dian)(dian)源,但廣泛普及使(shi)用(yong)的(de)(de)是(shi)交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)弧焊接(jie)(jie)機。電(dian)(dian)焊條(tiao)通電(dian)(dian)產生(sheng)電(dian)(dian)弧,電(dian)(dian)弧分為電(dian)(dian)弧芯、電(dian)(dian)弧流(liu)(liu)(liu)、電(dian)(dian)弧焰(yan)三部分。因為在(zai)其(qi)周(zhou)圍形(xing)成保(bao)護(hu)(hu)氣(qi)流(liu)(liu)(liu),使(shi)電(dian)(dian)弧穩定(ding)燃(ran)燒。焊接(jie)(jie)時(shi),盡量保(bao)持短弧,以免發(fa)生(sheng)保(bao)護(hu)(hu)氣(qi)流(liu)(liu)(liu)不(bu)穩定(ding)的(de)(de)現(xian)象。要(yao)防止空(kong)氣(qi)中的(de)(de)氧及氮(dan)侵人。藥皮(pi)(pi)(pi)焊條(tiao)電(dian)(dian)弧焊接(jie)(jie)法如圖(tu)6-4所(suo)示。藥皮(pi)(pi)(pi)當中含有氧化物、碳酸(suan)鹽(yan)、硅(gui)酸(suan)鹽(yan)、氟化物、有機物和(he)合金劑等。不(bu)銹鋼藥皮(pi)(pi)(pi)電(dian)(dian)弧焊條(tiao)在(zai)JIS Z3221 中有所(suo)規定(ding)。
2. 埋(mai)弧焊接
以焊(han)(han)(han)(han)絲作為電(dian)(dian)(dian)極(ji),電(dian)(dian)(dian)極(ji)與(yu)母材之間(jian)產(chan)生電(dian)(dian)(dian)弧(hu)并不斷地送敷焊(han)(han)(han)(han)藥(yao)而連續進(jin)行焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)方法,稱之為埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)。這種焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方法因其電(dian)(dian)(dian)弧(hu)肉眼看不到(dao)而獲此名稱。焊(han)(han)(han)(han)藥(yao)依靠電(dian)(dian)(dian)弧(hu)熱量成(cheng)熔融(rong)(rong)焊(han)(han)(han)(han)藥(yao)和熔渣,后者(zhe)將熔融(rong)(rong)金屬與(yu)大(da)氣(qi)隔(ge)離(li)開來。使(shi)用大(da)電(dian)(dian)(dian)流可(ke)以高效率地進(jin)行焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie),一般(ban)是用于中厚(hou)板(ban)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie),有時亦可(ke)用于薄(bo)板(ban)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)。因為焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)過程(cheng)中大(da)約損失15%的(de)(de)鉻,應當(dang)在焊(han)(han)(han)(han)絲和焊(han)(han)(han)(han)藥(yao)中,設法補充鉻的(de)(de)成(cheng)分(fen)。埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)原理(li)圖如圖6-5所示。
3. 氣體保護電弧焊(han)(han)接(jie)(TIG焊(han)(han)接(jie),MIG焊(han)(han)接(jie))
TIG焊(han)(han)(han)(han)接是用(yong)(yong)鎢(W)電(dian)(dian)極與母材之間產(chan)生(sheng)電(dian)(dian)弧,用(yong)(yong)氬(Ar)氣或(huo)氦(hai)(He)氣將電(dian)(dian)弧與空氣隔離開(kai)來,電(dian)(dian)弧將焊(han)(han)(han)(han)絲(si)熔化(hua)完(wan)成(cheng)焊(han)(han)(han)(han)接的(de)方(fang)(fang)(fang)法。焊(han)(han)(han)(han)槍采(cai)用(yong)(yong)水冷卻(que)方(fang)(fang)(fang)式(shi)和(he)(he)空氣冷卻(que)方(fang)(fang)(fang)式(shi),鎢電(dian)(dian)極的(de)尺(chi)寸大小根據電(dian)(dian)流(liu)和(he)(he)板厚(hou)來選定。焊(han)(han)(han)(han)接機(電(dian)(dian)焊(han)(han)(han)(han)機)采(cai)用(yong)(yong)交(jiao)流(liu)(AC)或(huo)直(zhi)流(liu)(DC)都可以。一般情(qing)況下,不銹(xiu)鋼的(de)焊(han)(han)(han)(han)接,以直(zhi)流(liu)(DC)占(zhan)多數。選用(yong)(yong)直(zhi)流(liu)時,鎢電(dian)(dian)極的(de)消(xiao)耗(hao)量少。以提高焊(han)(han)(han)(han)接效(xiao)率為目的(de),要將焊(han)(han)(han)(han)絲(si)連接到(dao)負(fu)極上,如圖(tu)6-6所示。如果選用(yong)(yong)交(jiao)流(liu),因鎢電(dian)(dian)極消(xiao)耗(hao)量大而不適(shi)合于不銹(xiu)鋼焊(han)(han)(han)(han)接。
MIG焊(han)(han)接(jie)是用(yong)(yong)(yong)氬(Ar)或氦(He)氣(qi)將電(dian)弧與空氣(qi)隔離開(kai)來(lai),同時在焊(han)(han)絲(si)和母材之間(jian)產(chan)生(sheng)電(dian)弧的焊(han)(han)接(jie)方(fang)(fang)法。與TIG焊(han)(han)接(jie)比較起(qi)來(lai),因為它可使用(yong)(yong)(yong)大電(dian)流(liu),焊(han)(han)槍要采用(yong)(yong)(yong)水冷卻方(fang)(fang)式,焊(han)(han)絲(si)直徑一般的采用(yong)(yong)(yong)1.2mm,1.6mm,2.0mm等,生(sheng)產(chan)效(xiao)率高(gao)。MIG焊(han)(han)接(jie)電(dian)焊(han)(han)機要選用(yong)(yong)(yong)直流(liu)(DC)的,和TIG焊(han)(han)接(jie)相反,要將焊(han)(han)絲(si)接(jie)到(dao)正極(圖6-5)。
TIG焊(han)(han)接(jie)和(he)MIG焊(han)(han)接(jie)都能在焊(han)(han)接(jie)部(bu)分(fen)得到高質量的焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭,它容(rong)易實(shi)現自(zi)動化(hua)操作,因(yin)此廣泛地應用在汽車制造(zao)(zao)行業和(he)電機制造(zao)(zao)行業。
4. 二氧化碳氣體保(bao)護電弧焊接(MAG焊接)
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(deng)離子(zi)焊接
等(deng)離(li)子焊(han)接是(shi)在母材(cai)和(he)鎢電極(ji)之(zhi)間產生電弧,利用(yong)氣(qi)體冷卻將電弧拉細(xi),使(shi)在高(gao)溫離(li)子化的(de)(de)條件(jian)下進行焊(han)接的(de)(de)方法。惰性氣(qi)體的(de)(de)作用(yong):一是(shi)離(li)子化;二是(shi)起保護(hu)作用(yong)。這就是(shi)和(he)TIG焊(han)接的(de)(de)不(bu)同之(zhi)處。等(deng)離(li)子焊(han)接可以進行熔融度(du)較(jiao)深(shen)的(de)(de)焊(han)接,焊(han)道(dao)寬度(du)比較(jiao)狹(xia)窄(zhai),熱影響很小(xiao),因(yin)此適合于不(bu)銹鋼的(de)(de)焊(han)接。因(yin)為(wei)可以使(shi)小(xiao)電流集中,使(shi)電弧易于控制,所以它亦(yi)適用(yong)于TIG焊(han)接不(bu)可能的(de)(de)超(chao)薄板焊(han)接。
6. 電子束焊(han)接
電子(zi)束焊(han)接(jie)是在(zai)高(gao)(gao)真空中(zhong),使(shi)用(yong)(yong)電子(zi)束發射槍將(jiang)高(gao)(gao)速的(de)(de)(de)電子(zi)束射向母材(cai),利用(yong)(yong)其(qi)沖擊熱而進(jin)行(xing)(xing)的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)方(fang)法。因為它是在(zai)高(gao)(gao)真空中(zhong)進(jin)行(xing)(xing)操作,所以(yi)即便是和大氣容易起反應的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao),也可(ke)以(yi)簡單地(di)進(jin)行(xing)(xing)焊(han)接(jie)。由于電子(zi)束的(de)(de)(de)磁透鏡作用(yong)(yong)可(ke)以(yi)將(jiang)其(qi)拉細(xi),使(shi)其(qi)能(neng)量集(ji)中(zhong),所以(yi)就(jiu)可(ke)以(yi)對(dui)高(gao)(gao)熔(rong)點材(cai)料(liao)(liao)以(yi)及(ji)熔(rong)融(rong)較深的(de)(de)(de)部(bu)位進(jin)行(xing)(xing)焊(han)接(jie)。電子(zi)束焊(han)接(jie)由于可(ke)以(yi)實現(xian)電子(zi)束輸出(chu)能(neng)量的(de)(de)(de)準確控制,所以(yi),廣泛地(di)應用(yong)(yong)在(zai)精密零件焊(han)接(jie)。
7. 電阻焊接(jie)
a. 晶間腐蝕-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(que)陷(xian)與腐蝕-必須注意因為(wei)氣孔、咬邊等輝接缺(que)陷(xian)會造(zao)成孔腐蝕及(ji)縫間隙腐蝕。
d. 惰(duo)(duo)性(xing)氣體保護-因(yin)為氧化皮是(shi)造成焊接部位腐(fu)蝕的原因(yin)之一,所以在焊接過程(cheng)中使(shi)(shi)用氬等(deng)惰(duo)(duo)性(xing)氣體使(shi)(shi)之與空氣隔離。
利(li)用材料(liao)的電(dian)阻作用,使電(dian)能轉換成熱能的焊(han)(han)(han)接(jie)方(fang)法稱為電(dian)阻焊(han)(han)(han)接(jie)。電(dian)阻焊(han)(han)(han)接(jie)中有點焊(han)(han)(han)、縫焊(han)(han)(han)(滾焊(han)(han)(han))、凸焊(han)(han)(han)和對焊(han)(han)(han)等(deng)方(fang)法。因(yin)為焊(han)(han)(han)接(jie)時需要大電(dian)流,所以焊(han)(han)(han)接(jie)比(bi)較薄的板材、管材及(ji)(ji)圓鋼(gang)(gang)等(deng)可采用這種(zhong)方(fang)法。由于不銹鋼(gang)(gang)比(bi)普通(tong)鋼(gang)(gang)電(dian)阻大電(dian)阻焊(han)(han)(han)接(jie)容易進行。因(yin)為馬(ma)氏體系(xi)列,鐵素體系(xi)列不銹鋼(gang)(gang)的自硬性,焊(han)(han)(han)接(jie)的溫度可能造(zao)成脆(cui)化(hua),為此,有必(bi)要注意對材料(liao)及(ji)(ji)焊(han)(han)(han)接(jie)條(tiao)件的選擇(圖6-8)。
8. 激光焊接
以激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)作為(wei)熱(re)源,形成(cheng)聚光(guang)狀(zhuang)態下對(dui)材(cai)料進行(xing)(xing)照(zhao)射,使(shi)其局部熔融后(hou)凝固,由此接(jie)合(he)而成(cheng)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的方法,稱為(wei)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)焊(han)接(jie)。作為(wei)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)振蕩(dang)器,以二(er)氧(yang)化(hua)碳使(shi)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)振蕩(dang)等(deng)稱為(wei)二(er)氧(yang)化(hua)碳激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang),YAG(釔鋁柘榴石)的棒狀(zhuang)結晶使(shi)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)振蕩(dang)稱為(wei)YAG激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)。焊(han)接(jie)時,為(wei)了防止氧(yang)化(hua),使(shi)用氬或氮等(deng)作為(wei)保(bao)護氣體覆(fu)蓋焊(han)接(jie)金屬(shu)熔池(chi),對(dui)電弧與空氣進行(xing)(xing)隔離。
9. 釬焊
使(shi)用比接合(he)母材金(jin)屬(shu)(shu)熔融(rong)(rong)點(dian)低的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)或者是將這(zhe)些合(he)金(jin)作(zuo)為(wei)熔融(rong)(rong)添(tian)加(jia)劑,不使(shi)母材金(jin)屬(shu)(shu)熔化而進行接合(he)的(de)(de)方法稱為(wei)釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)。添(tian)加(jia)的(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)稱為(wei)釬(han)(han)(han)料(liao)(liao),熔融(rong)(rong)溫度在450℃以(yi)上的(de)(de)稱為(wei)“硬釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)”,450℃以(yi)下(xia)的(de)(de)稱為(wei)“軟釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)”。有時采用“銀(yin)釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)”以(yi)及“錫釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)”等(deng)等(deng)。如果(guo)要(yao)求具備耐腐蝕性時,則需具有鎳(Ni)成(cheng)分(fen)的(de)(de)“銀(yin)釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)”,如果(guo)要(yao)求具備耐熱性時,則以(yi)Ni-Cr系(xi)(xi)列(lie),銅系(xi)(xi)列(lie),銀(yin)錳(meng)系(xi)(xi)列(lie)的(de)(de)釬(han)(han)(han)料(liao)(liao)為(wei)適宜。釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)方法分(fen)為(wei)火焰式釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)、感應加(jia)熱釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)、電阻加(jia)熱釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)以(yi)及爐中加(jia)熱釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)等(deng)。