奧氏體(ti)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(xiu)鋼焊(han)接(jie)工藝有其特點。
1. 焊接(jie)方法及規范選擇(ze)
奧氏體不銹鋼可用鎢(wu)極氬弧焊(TIG)、熔化極氬弧焊(han)(MIG)、等離子弧焊(PAW)及埋弧焊(han)(SAW)等方法進行焊接。
奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)焊接(jie),因(yin)為其熔點低(di)、熱(re)導(dao)率小、電阻系數(shu)大,焊接(jie)時(shi)母材和焊接(jie)材料都容易被加熱(re)、熔化,所以使用(yong)的(de)焊接(jie)電流比(bi)較小,只是普(pu)通碳鋼(gang)的(de)80%左右。同(tong)時(shi)應采用(yong)窄焊縫(feng)、窄焊道(dao),減(jian)少高溫停留(liu)時(shi)間,防止碳化物(wu)析出影響(xiang)耐腐(fu)蝕性,減(jian)少焊縫(feng)收(shou)縮應力(li),降(jiang)低(di)熱(re)裂紋敏感(gan)性。
2. 奧氏(shi)體(ti)不銹鋼焊接材料(liao)的選擇
奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)品種(zhong)多(duo),使用環境復雜多(duo)變(bian),焊(han)接材(cai)料的選(xuan)擇是一項謹(jin)慎而又重要的工作。奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)選(xuan)擇焊(han)接材(cai)料的主要依據是:根據母(mu)材(cai)的主要化學成分選(xuan)擇焊(han)材(cai)。
①. 填充金(jin)屬如焊條(tiao)、焊絲(si)等(deng),應根據被焊材(cai)料的品種、規格及配合的不同焊接工藝(yi)來選用(yong)。表6-3列出在(zai)采用(yong)鎢(wu)極氬弧(hu)(hu)焊、熔化極氬弧(hu)(hu)焊、等(deng)離子弧(hu)(hu)焊及埋弧(hu)(hu)焊時,常用(yong)的奧氏體不銹鋼焊絲(si)型(xing)號(hao)。
②. 焊(han)(han)(han)材(cai)的成分,特別是焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)料中的Cr、Ni合金元素要高于母材(cai),例如18-8焊(han)(han)(han)接(jie)采用19-9焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)料等。
③. 在可能的(de)條(tiao)件下,應(ying)采用含(han)有少量(4%~12%)鐵素體的(de)焊接材料(liao),保證焊縫良好的(de)抗(kang)裂性能。
④. 焊(han)縫中(zhong)不允(yun)許或不可能存在鐵素體相時,焊(han)材應選用含Mo、Mn等(deng)合(he)金元素的焊(han)接材料。
⑤. 焊材的(de)C、S、P、Si、Nb應盡可能低,特別是C、S、P等(deng)元素(su)。Nb在純奧(ao)氏體(ti)焊縫(feng)中(zhong)會引起凝固裂紋(wen),但焊縫(feng)中(zhong)有少量鐵素(su)體(ti),可以有效地避免。
⑥. 焊(han)后需(xu)要進行穩定(ding)化或消除應力處理的焊(han)接(jie)結(jie)構(gou),通常(chang)選用含(han)Nb的焊(han)接(jie)材料(liao)。如(ru)06Cr18Ni10Nb、06Cr18Nil2Mo2Nb等。常(chang)用藥芯焊(han)絲型號及化學成分(%),見表6-4。
藥芯(xin)焊絲用保(bao)護氣(qi)體,見表(biao)6-5。
埋弧(hu)焊(han)常于(yu)奧氏體不銹(xiu)鋼中厚(hou)板的(de)(de)焊(han)接(jie),有時也可用于(yu)薄板焊(han)接(jie)。在埋弧(hu)焊(han)焊(han)接(jie)過(guo)(guo)程中,Cr、Ni元素的(de)(de)燒損可通過(guo)(guo)焊(han)劑和焊(han)絲中合金元素的(de)(de)過(guo)(guo)渡得到補充。由于(yu)埋弧(hu)焊(han)的(de)(de)熔深大,應注意防(fang)止焊(han)縫中心區熱(re)裂紋的(de)(de)產生和熱(re)影響區耐腐蝕性的(de)(de)降低。
奧(ao)氏體不(bu)銹鋼熱(re)裂(lie)敏感性(xing)(xing)大(da),這就要求(qiu)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金屬成(cheng)分大(da)致(zhi)與母材成(cheng)分匹配,同時(shi)應控制焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)鐵素(su)體的(de)(de)含(han)(han)量。對長期在高(gao)(gao)溫下工作的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)件,焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)鐵素(su)體含(han)(han)量應不(bu)大(da)于5%.大(da)多數奧(ao)氏體不(bu)銹鋼可(ke)采用(yong)(yong)埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接,焊(han)(han)(han)(han)絲應選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)低Si、低S、低P,成(cheng)分與母材相近的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)絲。對Cr、Ni含(han)(han)量大(da)于20%的(de)(de)奧(ao)氏體不(bu)銹鋼,為提高(gao)(gao)其(qi)抗裂(lie)性(xing)(xing)能(neng),可(ke)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)高(gao)(gao)Mn(6%~8%)焊(han)(han)(han)(han)絲,焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)應選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)堿性(xing)(xing)或中(zhong)性(xing)(xing)焊(han)(han)(han)(han)劑(ji),以(yi)防止向(xiang)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)增(zeng)Si。奧(ao)氏體不(bu)銹鋼專用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)增(zeng)Si極少,還可(ke)以(yi)向(xiang)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)過渡合金,補償合金元(yuan)素(su)的(de)(de)燒(shao)損,可(ke)以(yi)滿足焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)性(xing)(xing)能(neng)和(he)(he)化學成(cheng)分的(de)(de)要求(qiu)。奧(ao)氏體不(bu)銹鋼埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接時(shi),應注意選(xuan)(xuan)擇較細的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)絲和(he)(he)較小(xiao)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接線能(neng)量。
3. 焊接奧氏(shi)體不銹鋼(gang)時的注意要點
①. 打(da)磨所(suo)使用的(de)砂輪片(pian)只能專用于(yu)打(da)磨不(bu)銹鋼(gang)(gang);所(suo)用的(de)鋼(gang)(gang)絲刷及清(qing)除焊渣(zha)的(de)工(gong)具一律皆由不(bu)銹鋼(gang)(gang)制成;不(bu)銹鋼(gang)(gang)件表面不(bu)允許暴露在火焰加(jia)工(gong)處,否(fou)則將(jiang)損壞(huai)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)耐腐蝕性。
②. 焊(han)(han)接(jie)操作時,應用短(duan)弧。在用氣(qi)體保(bao)護(hu)焊(han)(han)時,惰性氣(qi)體保(bao)護(hu)必須良(liang)好。當用實芯焊(han)(han)絲(si)作為熔化極焊(han)(han)接(jie)不(bu)銹(xiu)鋼時,保(bao)護(hu)氣(qi)體不(bu)宜用含(han)CO2的(de)混合氣(qi);而藥芯焊(han)(han)絲(si)由于有(you)渣保(bao)護(hu),不(bu)會(hui)因CO2氣(qi)而增加(jia)焊(han)(han)縫(feng)的(de)含(han)碳量。
③. 一般不預熱,只有(you)特(te)別厚的構件在焊(han)接前才預熱100~150℃.
④. 在(zai)焊(han)接中,層間(jian)溫度應嚴(yan)格控(kong)制(≤150℃).
⑤. 應盡可能用(yong)較小的線能量(liang)進行焊(han)接。
⑥. 反面成型的氣(qi)體(ti)保護焊(han),焊(han)根側必須用還性氣(qi)體(ti)或純(chun)氬(ya)保護。
⑦. 考慮到確(que)保焊縫(feng)中(zhong)經計算(suan)后預先確(que)定的鐵(tie)素(su)體(ti)含(han)量(liang),應當用鐵(tie)素(su)體(ti)測定儀復測焊縫(feng)中(zhong)的實際鐵(tie)素(su)體(ti)含(han)量(liang)。一般母(mu)材的熔化量(liang)應控制在(zai)整個(ge)焊縫(feng)斷面(mian)面(mian)積的35%以下。
⑧. 對于加入(ru)穩定劑以穩定碳(tan)的奧(ao)氏(shi)體不銹鋼(gang),建議用超(chao)低碳(tan)不含穩定劑的填(tian)充(chong)材料,反之亦然,以防止晶間(jian)腐蝕。
⑨. 由于奧氏(shi)體(ti)不銹鋼受熱變形大,應加強(qiang)焊(han)件(jian)夾緊與(yu)定位焊(han)。
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(bao)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)耐腐蝕性,其表面應呈光亮狀(zhuang);殘渣、焊(han)縫(feng)的(de)顏(yan)色(se)等皆應去除(chu),去除(chu)的(de)辦法是(shi)砂輪打磨(mo)、酸(suan)洗(xi)(xi)、噴丸(wan)、刷(shua)洗(xi)(xi)或拋光。因為(wei)表面愈(yu)平(ping)整光滑,其耐蝕性就(jiu)愈(yu)高。表面酸(suan)洗(xi)(xi)可用相應酸(suan)洗(xi)(xi)液或酸(suan)洗(xi)(xi)膏(gao),在其規(gui)定(ding)的(de)時間內完成酸(suan)洗(xi)(xi),再用清潔(jie)水加以沖洗(xi)(xi)。在去除(chu)焊(han)后的(de)顏(yan)色(se)時,最好(hao)的(de)辦法是(shi)用石(shi)英砂進(jin)行噴丸(wan)處理。
?. 修復(fu)焊前,修焊處表面(mian)也應(ying)酸洗。酸洗之后(hou)應(ying)對表面(mian)進行鈍化處理,然(ran)后(hou)用(yong)清(qing)水沖洗干凈,方可進行修復(fu)焊接(jie)。
?. 噴丸(wan)(wan)處(chu)理時(shi)只允許用石(shi)英砂(sha)或不銹鋼丸(wan)(wan)粒。經噴丸(wan)(wan)處(chu)理后(hou)的表面(mian)有金屬光(guang)澤,但表面(mian)過于(yu)粗糙(cao)者,應再做酸洗、鈍化處(chu)理。
?. 在焊接中,為(wei)加快焊縫冷卻速度,推薦(jian)采用(yong)起淬冷作用(yong)的銅墊塊。
奧氏體不銹鋼埋弧焊焊絲及(ji)焊劑選用,見(jian)表6-3。