不銹鋼焊接技術(shù)

1、不銹鋼焊接技術(shù)發(fā)布者：張本東 發(fā)布時(shí)間： 2010-5-6 9:29:00內(nèi)容摘要 作者針對(duì)不銹鋼的焊接特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，使理論與實(shí)踐達(dá)到了完美的結(jié)合，為以后的不銹鋼焊接提供了重 要的依據(jù)。正文文字大?。?大 中 小1、預(yù)防不銹鋼熱裂紋的主要措施：（1）嚴(yán)格控制焊接縫中雜質(zhì)的含量，同時(shí)可在焊縫金屬中加入硅、鈦、鉬等。（2）宜采用小直徑焊條，小電流，快速焊和短弧焊；采用直流反接法，宜選用超低碳或能造成雙相組織的 焊條或焊絲。2、不銹鋼用焊接夾具來(lái)控制焊接變形，當(dāng)簡(jiǎn)體組裝后，用夾具撐住待焊區(qū)，先焊外縫，待焊縫區(qū)冷卻至室 溫后卸下夾具，內(nèi)縫經(jīng)清根后再焊。3、 打底層采用 一點(diǎn)（或兩點(diǎn)）擊穿斷弧焊的操作

2、手法，平均燃熄弧的頻率在8090次/ min。斷弧焊類 似于無(wú)基值電流的脈沖焊法，平均熱輸入量小。熔池凝固快，減少過(guò)熱區(qū)域和晶粒長(zhǎng)大傾向。且單面焊雙 面成型難度大。采用 “斷弧焊 法較為容易控制熔池成型。當(dāng)前點(diǎn)熔池未完全結(jié)晶時(shí)，其偏析雜質(zhì)又被后續(xù) 熔池所熔化，吹向熔渣，偏析雜質(zhì)較為彌散，斷口無(wú)宏觀缺陷。4、 選用小直徑焊條，小電流和小線能量的焊接規(guī)范參數(shù)。如板狀平焊打底層用2.5mm 焊條。焊接電流 f=7080A ;其余層次用 3.2焊條。f=120125A，焊接線能量控制在 10KJ/cm 以下。5、當(dāng)更換焊條前，填滿弧坑，并將電孤引向坡口邊側(cè)，熄弧于坡口面上。對(duì)于出現(xiàn)的弧坑縮孔和夾雜物富

3、 集區(qū)。可用角向磨光機(jī)去除，將弧坑磨成緩坡形，確定無(wú)缺陷后，再燃弧接頭焊接。6、焊道排列打亂結(jié)晶方向， 使每條焊道的結(jié)晶中心偏離焊縫中心， 避免了焊道中心雜質(zhì)偏析物的區(qū)域聚集。 操作上焊條不擺動(dòng)，窄焊道，快焊速，多層多道焊。每道焊縫金屬柱狀結(jié)晶細(xì)化，優(yōu)于寬焊層單道焊縫。7、每焊完一層 （或一道 ）焊道，立即將試件置于水中冷卻。逐層逐道水淬，縮短焊接接頭的高溫停留時(shí)聞， 減少過(guò)熱組織和晶粒粗化傾向; 并縮短奧氏體不銹鋼在 550850 度的敏化溫度區(qū)間， 提高其耐晶間腐蝕性 能。8、不銹鋼埋弧焊焊接工藝：焊接不銹鋼時(shí)只有適當(dāng)加快焊接速度，嚴(yán)格控制焊絲伸出長(zhǎng)度。9、 奧氏體不銹鋼焊接磁性控制：通過(guò)

4、采用Ar+ N2 混合氣體代替 1 00 純氬氣鎢極氬弧焊，并采用國(guó)產(chǎn) H00Cr21Nil0 焊絲對(duì) 304L 材料進(jìn)行焊接工藝試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：（1）采用 100純氬弧焊，焊縫磁導(dǎo)率大于11 ，不能滿足設(shè)計(jì)要求;（2）當(dāng)氬氣中加入一定比例的氮?dú)夂?，焊后焊縫磁導(dǎo)率小于1 1，滿足設(shè)計(jì)要求，進(jìn)一步分析焊縫金相組織為奧氏體 +極少量鐵素體;（3）當(dāng)?shù)獨(dú)饬砍^(guò)一定數(shù)量時(shí)，焊縫磁導(dǎo)率小于1 1 ，滿足圖紙要求，但是焊接過(guò)程不穩(wěn)定，焊接過(guò)程中出現(xiàn)大量飛濺，焊縫易產(chǎn)生氣孔;（4）只要控制氮?dú)馀c氬氣的體積比，完全可以保證焊縫磁導(dǎo)率小于11，并能獲得良好的力學(xué)性能。（5）采用鎢極 Ar+N2 混合氣體保護(hù)

5、焊代替氬弧焊切實(shí)可行，各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求， 大大降低了焊材研制成本，且工藝性能良好。10 、奧氏體不銹鋼射線檢測(cè)底片分析（1 ）底片中間出現(xiàn)長(zhǎng)條形陰影帶。其原因主要是焊縫表面有明顯的內(nèi)凹槽。奧 氏體不銹鋼有比較大的線膨脹系數(shù)，若規(guī)范掌握不當(dāng)，特別是電弧電壓偏高， 很容易造成焊縫中間內(nèi)凹槽較深，可以采用角向砂輪將焊縫打磨成圓滑過(guò)渡， 確消除內(nèi)凹槽后，再進(jìn)行射線探傷。（2）底片上出現(xiàn)點(diǎn)、線狀、羽毛狀陰影。這主要是焊縫結(jié)晶線、焊縫內(nèi)部組織引起的。點(diǎn)、線狀結(jié)晶線在 焊縫外表明顯可見(jiàn)。出現(xiàn)這些陰影時(shí)應(yīng)同實(shí)物對(duì)照并與焊縫內(nèi)部缺陷未焊透、氣孔加以區(qū)別評(píng)定。 關(guān)于焊縫內(nèi)部組織引起的羽毛狀陰影，根據(jù)底

6、片在陰影最明顯的試板上，取橫截面宏觀金相試樣試驗(yàn)，證 明確系焊縫內(nèi)部組織而引起的，并將該試板焊縫作力學(xué)性能試驗(yàn)，結(jié)果與其它試樣一樣，力學(xué)性能是良好 的。11、在焊接奧氏體不銹鋼容器時(shí)，采用氬弧焊打底、埋弧焊蓋面的工藝可獲得背面焊縫的良好成形。12、在焊接奧氏體不銹鋼時(shí)，雖然埋弧焊具有焊接熱輸入大、焊接接頭高溫停留時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)但只要焊 接工藝適當(dāng) ( 如焊縫背面水冷 ) ，就能獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。13、焊接時(shí)應(yīng)采用小電流、低電壓、窄焊道，快速焊；打底焊時(shí)為保證與根部熔合良好，焊縫不能太厚， 收弧時(shí)要成緩坡形；熄弧時(shí)應(yīng)填滿弧坑，如出現(xiàn)收縮孔或弧坑裂紋，必須用磨光機(jī)磨掉重焊。14 、兗州的反應(yīng)釜是復(fù)

7、合板的焊接，先焊 2mm 不銹鋼，后焊 14mm 碳鋼，然后不銹鋼焊縫引起拉應(yīng)力， 出現(xiàn)了很多的裂紋(滲透)；是焊接規(guī)范不正確造成的，應(yīng)先焊 14mm 碳鋼，后焊 2mm 不銹鋼，減小了 應(yīng)力集中。15、熔融器的手工焊產(chǎn)生的裂紋是筒體組裝應(yīng)力和焊接規(guī)范不正確造成的。16、不銹鋼焊縫表面呈銀白色和金黃色最好，藍(lán)色次之，灰色不良，黑色最差。17、晶間腐蝕：根據(jù)貧鉻理論，焊縫和熱影響區(qū)在加熱到450 850 度敏化溫度區(qū)時(shí)在晶界上析出碳化鉻，造成貧鉻的晶界，不足以抵抗腐蝕的程度。其預(yù)防措施如下。(1) 采用低碳或超低碳的焊材，例如牌號(hào)A002 等；采用含鈦、鈮等穩(wěn)定化元素的焊條，例如牌號(hào) A137

8、、A132 等。(2) 由焊絲或焊條向焊縫熔入一定量的鐵素體，形成元素， 使焊縫金屬成為奧氏體鐵素體的雙相組織(鐵素體一般控制在 4一 12 )。(3) 為防止焊接熔池過(guò)熱，選用較小的焊接電流和較快的焊接速度，加快冷卻速度。(4) 對(duì)耐晶間腐蝕性能要求很高的焊件進(jìn)行焊后穩(wěn)定化退火處理。18 、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂： 應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂是焊接接頭在特定腐蝕環(huán)境下受拉伸應(yīng)力作用時(shí)所產(chǎn)生的延遲開(kāi)裂現(xiàn)象。 奧氏體不銹鋼焊接接頭的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂是焊接接頭比較嚴(yán)重的失效形式，表現(xiàn)為無(wú)塑性變形的脆性破壞。 其預(yù)防措施如下。(1)合理制定成型加工和組裝工藝，盡可能減小冷作變形度，避免強(qiáng)制組裝，防止組裝過(guò)程中造成各種傷痕 (各

9、種組裝傷痕及電弧灼痕都會(huì)成為裂源，容易造成腐蝕坑)。(2) 合理選擇焊材： 焊縫金屬與母材應(yīng)有良好的匹配， 不產(chǎn)生任何不良組織， 例如晶粒粗化及硬脆馬氏體等。(3) 采取合適的焊接工藝，保證焊縫成型良好，不產(chǎn)生任何應(yīng)力集中或點(diǎn)蝕的缺陷，例如咬邊等；采取合理 的焊接順序，降低焊接殘余應(yīng)力水平。(4) 消除應(yīng)力處理：焊后熱處理，例如焊后完全退火或退火；在難以實(shí)施熱處理時(shí)采用焊后錘擊或噴丸等。(5) 生產(chǎn)管理措施，介質(zhì)中雜質(zhì)的控制，例如液氨介質(zhì)中的02 、N2 、H20 等；液化石油氣中的 H2S ；氯化物溶液中的 02 、 Fe3+ 、 Cr6+ 等；防蝕處理：例如涂層、襯里或陰極保護(hù)等；添加緩蝕

10、劑。19、焊縫金屬的低溫脆化：對(duì)于奧氏體不銹鋼焊接接頭，在低溫使用時(shí)，焊縫金屬的塑韌性是關(guān)鍵問(wèn)題。 此時(shí)，焊縫組織中的鐵素體的存在總是惡化低溫韌性。其預(yù)防措施是通過(guò)選用純奧氏體焊材和調(diào)整焊接工 藝獲得單一的奧氏體焊縫。20、焊接接頭的6相脆化：焊件在經(jīng)受一定時(shí)問(wèn)的高溫加熱后會(huì)在焊縫中析出一種脆性的6相，導(dǎo)致整個(gè)接頭脆化，塑性和韌性顯著下降。 6相的析出溫度范圍為 650-8500C。在高溫加熱過(guò)程中， 6相主要由鐵 素體轉(zhuǎn)變而成。加熱時(shí)間越長(zhǎng)， 6相析出越多。其預(yù)防措施如下。(1) 限制焊縫金屬中的鐵素體含量 (小于 15)；采用超合金化焊接材料，即高鎳焊材。(2) 采用小規(guī)模，以減小焊縫金屬

11、在高溫下的停留時(shí)間。(3) 對(duì)已析出的 6相在條件允許時(shí)進(jìn)行固溶處理，使 6相溶入奧氏體。21 、不銹鋼設(shè)備 TIG 焊要點(diǎn)及注意事項(xiàng)(1) 采用垂直外特性焊接電源，直流焊接時(shí)采用正極性(焊絲接負(fù)極 ) 。(2) 一般適用于 6mm 以下薄板焊接，具有焊縫成型美觀、焊接變形量小的特點(diǎn)。保護(hù)氣體為氬氣，純度為 99 . 99 %。當(dāng)電流為50150A時(shí)，氬氣流量為810L / min，當(dāng)電流為 150-250A 時(shí)。氬氣流量為 12-15L min 。(4) 鎢極從氣體噴嘴伸出長(zhǎng)度以4-5mm為佳，在角焊等遮蔽性差的地方是23mm，在開(kāi)槽深的地方是5-6mm 。噴嘴至工作的距離一般不超過(guò) 15mm 。(5) 為防止焊接氣孔的出現(xiàn)，焊接部位如有鐵銹、油污等務(wù)必清理干凈。(6) 焊接電