1.1奥氏体不锈钢焊接方法
奥氏体不锈钢焊接方法多样,常见的奥氏体不锈钢的焊接方法有以下几种[3][4]。
1 焊条电弧焊
焊接工艺要点:奥氏体不锈钢焊接环境温度一般不应低于0℃ ,否则,熔化情况不好,也容易产生裂纹,但不得对工件预热。为防止产生晶间腐蚀和热裂纹,应采用快速焊、窄焊道。为防止药皮发红及母材过热,焊接电流不宜过大,一般比相同直径的碳钢焊条小20%左右。焊接时尽量采用平焊位置,焊条角度要正确,运条要稳,电弧不宜过长,焊条最好不作或稍作横向摆动。一次焊成的焊缝不宜过宽,一般不应超过焊条直径的3倍。多层焊时,每焊一层后应彻底清渣,并仔细检查有无缺陷,在确定无缺陷时才能焊下一层。为防止晶问腐蚀.应严格控制层间温度,待上一层焊道冷却至60 以下时再焊下一层焊道。奥氏体不锈钢一般不进行焊后热处理,且焊后变形不能用火焰加热矫正,只能用其他方法防止和消除变形。
2 钨极氩弧焊
钨极氲弧焊焊接线能量很低。特别适合焊接对过热敏感的各种奥氏体钢。这种方法的主要缺点是生产率较低且成本高,一般只适用于焊接6mm 以下的薄板。
3 埋弧焊
埋弧焊是一种深熔高熔敷率的焊接方法,具有较高的经济性,可用来焊接5mm 以上的大多数奥氏体钢。埋弧焊具有热输入量高、熔池尺寸大、冷却和凝固速度较低等特点,加剧了合金元素的偏析,使热裂纹倾向加大;同时在冷却过程中还可能因在敏化温度区间停留时间较长,导致耐晶间腐蚀能力耐降。
4 电阻焊
电焊、缝焊、闪光对焊分别可以用于板厚为0.15、0.15-0.3、0.3以上的板厚,此外还可以使用钎焊、气焊。
1.2奥氏体不锈钢焊接性
就奥氏体不锈钢的焊接性而言,在工艺焊接性方面,很容易获得无缺陷的焊接接头,也不需要采用特殊的工艺措施即结合性能良好[4][6][7]。
使用焊接性方面,如果处在腐蚀的介质中,焊接接头常常沿晶界被腐蚀.即使用性能不好。
奥氏体不锈钢由于具有较高的变形能力并不可淬硬,所以总的来说焊接性能良好。
奥氏体不锈钢的焊接问题
(一)焊接接头的晶间腐蚀
在腐蚀介质作用下,起源于金属表面沿晶界深入到金属内部的腐蚀就是晶间腐蚀。晶间腐蚀是一种局部性的腐蚀。它会导致晶粒间的结合力丧失,材料强度几乎消失。
(二)焊接接头的刀口腐蚀
刀口腐蚀是焊接接头中特有的一种晶间腐蚀,只发生于含有稳定剂钛、铌的奥氏体钢的焊接接头上。腐蚀的部位在热影响区的过热区,腐蚀一直深入到金属内部,因形状似刀刃而得名。
(三)应力腐蚀开裂问题
金属在应力和腐蚀性介质共同的作用下.所发生的腐蚀破坏叫做应力腐蚀开裂。该种开裂问题几乎涉及所有的耐蚀材料,开裂时没有任何变形,因而事故往往是突发性的,后果严重。
(四)焊接接头的热裂纹问题
奥氏体不锈钢焊接时产生的裂纹是热裂纹.在焊缝和热影响区都可能出现。焊缝中主要是结晶裂纹:热影响区及多层焊层间金属.则多为高温液化裂纹。二者都与由于偏析而导致的晶间液化有关。
1.3奥氏体不锈钢焊条的选用
奥氏体不锈钢是不锈钢中最重要的钢类,其生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的70%,钢号也最多。当今我国常用奥氏体不锈钢的牌号就有40多个,并已有33个纳入国家标准。现代奥氏体不锈钢手工电弧焊所采用的焊条主要有18—8系和25—20系两种,熔敷金属分别得到奥氏体加铁素体和奥氏体单相的组织。
(1)对Cr/Ni<1的稳定型奥氏体耐热钢例如Cr16Ni25Mo6等,一般应在保证焊缝金属具有与母材化学成分大致相近的同时,增加焊缝金属中Mo、W、Mn等元素的含量,使得在保证焊缝金属热强性的同时,提高焊缝的抗裂性,例如采用牌号A502、A507等。
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