不銹鋼在碳鋼和低合金鋼中堆焊的方法很多,常見的有手工電弧焊、熔化極氣體保護焊、帶極埋弧(或電渣)堆焊、絲極埋弧堆焊等。無論哪一種堆焊方法,第一層堆焊的焊縫金屬都是由堆焊材料的熔敷金屬和熔人的母材金屬熔合而成的。由于母材的合金元素含量很低,所以它對第一層焊縫金屬的合金成分具有稀釋作用。因此,可能使焊縫金屬中奧氏體和鐵素體形成元素含量不足,結果堆焊金屬可能出現大量的馬氏體組織,并可能產生裂紋,同時導致堆焊層韌性降低。
焊縫(feng)金屬成分和組(zu)織(zhi)決定于堆焊材(cai)料和母材(cai)熔(rong)人量即熔(rong)合(he)比(bi),也有(you)叫稀(xi)釋率(母材(cai)的(de)熔(rong)入量占整個焊縫(feng)金屬的(de)比(bi)例)。當堆焊工藝確定之后,熔(rong)合(he)比(bi)可調節的(de)范(fan)圍并不大(da),否(fou)則(ze)就對(dui)工藝帶來很(hen)大(da)的(de)麻煩。因(yin)此,選擇堆焊材(cai)料顯得十(shi)分重要。
下面以手工(gong)電(dian)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)為例說明(ming)。手工(gong)電(dian)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)的(de)熔合比一(yi)般是(shi)20%左右(you)。如用18-8(Cr18%、Ni8%)型(xing)的(de)電(dian)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao),經(jing)母材稀釋以后(hou),堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬成(cheng)分(fen)將變成(cheng)15-7型(xing),這樣(yang)(yang)(yang)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中可能是(shi)奧氏體(ti)+馬氏體(ti)組(zu)織。若(ruo)在(zai)(zai)實際操作中熔合比控制較大時,就有可能在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中產(chan)生大量的(de)脆硬馬氏體(ti),這樣(yang)(yang)(yang)的(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)層(ceng)無(wu)論力學性能、耐蝕性能,還是(shi)抗裂性能都很差(cha)。由于稀釋作用,焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中的(de)鎳(nie)含量較低,在(zai)(zai)熔合線附近產(chan)生較寬的(de)馬氏體(ti)過(guo)渡(du)層(ceng)。同(tong)樣(yang)(yang)(yang)的(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)方法,若(ruo)選(xuan)用309型(xing)的(de)堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)材料,經(jing)母材稀釋后(hou),堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬成(cheng)分(fen)是(shi)19-9或(huo)18-8型(xing),這樣(yang)(yang)(yang)第一(yi)層(ceng)就基本達到堆(dui)焊(han)(han)(han)(han)成(cheng)分(fen)的(de)要求,而且焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)組(zu)織是(shi)奧氏體(ti)十鐵素體(ti)組(zu)織,這樣(yang)(yang)(yang)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬就具有較高的(de)抗熱(re)裂性能和抗腐蝕性能。
隨著焊接工藝的不斷發(fa)展,低稀釋(shi)率的焊接工藝已(yi)得到廣泛應用,其中最突出的是帶極電(dian)渣堆焊,它能將(jiang)稀釋(shi)率控制在(zai)10%以下(xia)。這樣在(zai)選擇(ze)(ze)堆焊材料時,合(he)(he)金元素可以適當低些。因此(ci),我們要充分考慮焊接工藝的影(ying)響,也就是熔合(he)(he)比(bi)的影(ying)響,選擇(ze)(ze)合(he)(he)適堆焊材料。