奧(ao)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,因而奧氏體不銹鋼焊(han)接工藝有其特點。
1. 焊接方法及(ji)規范選擇
奧氏體不銹鋼可用鎢極氬弧焊(TIG)、熔化極氬弧焊(han)(MIG)、等離(li)子弧焊(han)(PAW)及埋弧焊(han)(SAW)等方法進行焊接。
奧氏(shi)體不銹鋼焊(han)(han)接(jie)(jie),因(yin)為其熔點(dian)低、熱(re)導率小、電(dian)(dian)阻(zu)系(xi)數大,焊(han)(han)接(jie)(jie)時(shi)母材和焊(han)(han)接(jie)(jie)材料都容易被加熱(re)、熔化,所以使(shi)用(yong)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)流比(bi)較小,只是(shi)普(pu)通碳鋼的(de)80%左右。同時(shi)應(ying)(ying)采(cai)用(yong)窄焊(han)(han)縫、窄焊(han)(han)道(dao),減少高溫停留時(shi)間,防止碳化物析出影響耐腐蝕(shi)性,減少焊(han)(han)縫收(shou)縮應(ying)(ying)力,降低熱(re)裂(lie)紋敏感性。
2. 奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼焊接材料的選(xuan)擇
奧氏體不銹鋼(gang)品(pin)種多(duo)(duo),使用環境復(fu)雜多(duo)(duo)變,焊接材料的選擇是一項謹慎而(er)又重(zhong)要的工作。奧氏體不銹鋼(gang)選擇焊接材料的主(zhu)要依(yi)據是:根據母(mu)材的主(zhu)要化學成(cheng)分(fen)選擇焊材。
①. 填(tian)充金(jin)屬如(ru)焊(han)條(tiao)、焊(han)絲(si)等,應根據(ju)被焊(han)材料(liao)的(de)(de)品(pin)種、規格及配合(he)的(de)(de)不同(tong)焊(han)接工藝(yi)來選用。表6-3列出在采(cai)用鎢(wu)極氬弧(hu)焊(han)、熔化極氬弧(hu)焊(han)、等離(li)子弧(hu)焊(han)及埋(mai)弧(hu)焊(han)時,常用的(de)(de)奧(ao)氏體(ti)不銹鋼(gang)焊(han)絲(si)型(xing)號。
②. 焊材(cai)(cai)的成(cheng)分(fen),特別(bie)是焊接(jie)材(cai)(cai)料中的Cr、Ni合金元(yuan)素要高于母材(cai)(cai),例如18-8焊接(jie)采用19-9焊接(jie)材(cai)(cai)料等。
③. 在可能的(de)條(tiao)件下,應采用含有少量(4%~12%)鐵素體(ti)的(de)焊接材(cai)料(liao),保證焊縫良好的(de)抗裂性能。
④. 焊縫中(zhong)不允許或不可能存在鐵素體相(xiang)時,焊材應選用含Mo、Mn等合金元素的焊接材料。
⑤. 焊(han)材的C、S、P、Si、Nb應(ying)盡可(ke)能(neng)低,特(te)別是(shi)C、S、P等元素(su)。Nb在(zai)純奧氏體焊(han)縫(feng)中會引(yin)起凝固裂紋,但焊(han)縫(feng)中有少量鐵素(su)體,可(ke)以有效地避免。
⑥. 焊(han)后需要進行穩定化或消除應力(li)處理的焊(han)接(jie)結(jie)構,通常選用含Nb的焊(han)接(jie)材料。如06Cr18Ni10Nb、06Cr18Nil2Mo2Nb等。常用藥(yao)芯(xin)焊(han)絲型(xing)號及化學(xue)成分(%),見表6-4。
藥芯焊(han)絲用保護氣體,見(jian)表(biao)6-5。
埋弧(hu)焊(han)(han)(han)常于(yu)奧氏體不(bu)銹鋼中(zhong)厚板的(de)(de)焊(han)(han)(han)接,有時也可用于(yu)薄(bo)板焊(han)(han)(han)接。在埋弧(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)接過(guo)程中(zhong),Cr、Ni元素(su)的(de)(de)燒損可通過(guo)焊(han)(han)(han)劑和焊(han)(han)(han)絲中(zhong)合金元素(su)的(de)(de)過(guo)渡得(de)到補充(chong)。由于(yu)埋弧(hu)焊(han)(han)(han)的(de)(de)熔深大,應注意(yi)防止焊(han)(han)(han)縫中(zhong)心區熱(re)裂紋的(de)(de)產生(sheng)和熱(re)影響區耐腐蝕性的(de)(de)降低。
奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼熱裂(lie)敏感性(xing)大(da),這就要(yao)求焊(han)(han)縫(feng)(feng)金屬成分(fen)大(da)致(zhi)與母(mu)材成分(fen)匹(pi)配,同時應(ying)控制(zhi)焊(han)(han)縫(feng)(feng)中鐵(tie)素體(ti)(ti)的(de)(de)含量(liang)。對長期在高溫下工(gong)作的(de)(de)焊(han)(han)件(jian),焊(han)(han)縫(feng)(feng)中鐵(tie)素體(ti)(ti)含量(liang)應(ying)不大(da)于5%.大(da)多數奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼可(ke)(ke)采(cai)用(yong)埋弧焊(han)(han)焊(han)(han)接,焊(han)(han)絲(si)應(ying)選用(yong)低(di)Si、低(di)S、低(di)P,成分(fen)與母(mu)材相近的(de)(de)焊(han)(han)絲(si)。對Cr、Ni含量(liang)大(da)于20%的(de)(de)奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼,為提(ti)高其抗(kang)裂(lie)性(xing)能(neng),可(ke)(ke)選用(yong)高Mn(6%~8%)焊(han)(han)絲(si),焊(han)(han)劑應(ying)選用(yong)堿性(xing)或中性(xing)焊(han)(han)劑,以(yi)防止向焊(han)(han)縫(feng)(feng)中增(zeng)Si。奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼專用(yong)焊(han)(han)劑增(zeng)Si極(ji)少,還(huan)可(ke)(ke)以(yi)向焊(han)(han)縫(feng)(feng)過渡合金,補償合金元素的(de)(de)燒損,可(ke)(ke)以(yi)滿足(zu)焊(han)(han)縫(feng)(feng)性(xing)能(neng)和化(hua)學成分(fen)的(de)(de)要(yao)求。奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼埋弧焊(han)(han)焊(han)(han)接時,應(ying)注意選擇較細的(de)(de)焊(han)(han)絲(si)和較小的(de)(de)焊(han)(han)接線能(neng)量(liang)。
3. 焊接奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)時的注意要點
①. 打磨(mo)所使用(yong)的砂輪(lun)片(pian)只能專用(yong)于打磨(mo)不(bu)銹(xiu)鋼;所用(yong)的鋼絲刷及清除焊渣(zha)的工具一律皆由不(bu)銹(xiu)鋼制成;不(bu)銹(xiu)鋼件表面不(bu)允(yun)許暴露在(zai)火焰加工處,否則將損壞不(bu)銹(xiu)鋼的耐腐蝕(shi)性(xing)。
②. 焊接(jie)操作時(shi),應(ying)用(yong)(yong)(yong)短弧。在(zai)用(yong)(yong)(yong)氣(qi)體保(bao)護焊時(shi),惰(duo)性氣(qi)體保(bao)護必須良好。當用(yong)(yong)(yong)實芯焊絲(si)作為熔化極(ji)焊接(jie)不(bu)銹鋼時(shi),保(bao)護氣(qi)體不(bu)宜用(yong)(yong)(yong)含(han)CO2的(de)(de)混合氣(qi);而藥芯焊絲(si)由于有(you)渣保(bao)護,不(bu)會(hui)因CO2氣(qi)而增加焊縫的(de)(de)含(han)碳量。
③. 一般不預熱,只(zhi)有特別厚的構(gou)件(jian)在焊接前才預熱100~150℃.
④. 在焊接中,層間溫(wen)度(du)應嚴格控制(≤150℃).
⑤. 應盡(jin)可(ke)能用較小的線能量進行焊(han)接(jie)。
⑥. 反面(mian)成型的氣體保護(hu)焊(han),焊(han)根側必須(xu)用還性(xing)氣體或純氬保護(hu)。
⑦. 考慮到確保焊縫(feng)(feng)中經(jing)計算后(hou)預(yu)先確定(ding)的(de)鐵(tie)素體(ti)含量(liang)(liang),應當用鐵(tie)素體(ti)測定(ding)儀復測焊縫(feng)(feng)中的(de)實際(ji)鐵(tie)素體(ti)含量(liang)(liang)。一般母材的(de)熔化量(liang)(liang)應控(kong)制在整個焊縫(feng)(feng)斷(duan)面面積的(de)35%以(yi)下。
⑧. 對于加入穩(wen)定(ding)劑(ji)以穩(wen)定(ding)碳的奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼,建(jian)議用(yong)超低碳不(bu)含穩(wen)定(ding)劑(ji)的填充材料,反之亦然,以防止晶間腐蝕(shi)。
⑨. 由于奧氏體不銹(xiu)鋼受熱變形大,應(ying)加(jia)強焊件夾(jia)緊與定位焊。
⑩. 不允許在工件坡口處有電弧(hu)擦傷母材的痕跡。
?. 為(wei)確保焊(han)接接頭的(de)(de)耐腐(fu)蝕性,其表(biao)面應(ying)呈光亮狀;殘渣(zha)、焊(han)縫的(de)(de)顏(yan)色(se)(se)等皆(jie)應(ying)去(qu)除(chu),去(qu)除(chu)的(de)(de)辦(ban)法是砂輪打(da)磨、酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)、噴丸(wan)、刷洗(xi)(xi)(xi)或(huo)拋光。因為(wei)表(biao)面愈(yu)平整光滑,其耐蝕性就愈(yu)高。表(biao)面酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)可(ke)用(yong)相(xiang)應(ying)酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)液或(huo)酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi)膏,在其規定的(de)(de)時間內完成酸(suan)(suan)洗(xi)(xi)(xi),再用(yong)清潔水加(jia)以沖洗(xi)(xi)(xi)。在去(qu)除(chu)焊(han)后的(de)(de)顏(yan)色(se)(se)時,最好的(de)(de)辦(ban)法是用(yong)石英砂進行噴丸(wan)處(chu)理。
?. 修復焊前,修焊處表面(mian)也應酸(suan)洗(xi)。酸(suan)洗(xi)之后(hou)應對表面(mian)進(jin)行鈍(dun)化處理,然(ran)后(hou)用(yong)清水沖(chong)洗(xi)干凈,方(fang)可進(jin)行修復焊接。
?. 噴(pen)丸處(chu)理時只允許用石英砂或不銹鋼(gang)丸粒。經(jing)噴(pen)丸處(chu)理后(hou)的表面(mian)有金屬光澤,但表面(mian)過于粗糙者,應再做(zuo)酸洗(xi)、鈍化(hua)處(chu)理。
?. 在(zai)焊(han)接中(zhong),為加(jia)快焊(han)縫(feng)冷(leng)卻速度,推薦(jian)采用起淬冷(leng)作用的銅墊塊。
奧(ao)氏體不銹鋼埋弧焊(han)焊(han)絲及焊(han)劑選用,見表6-3。