奧氏體不銹鋼與碳鋼的焊接(技師論文)

1、奧氏體不銹鋼管(lcrl8ni9ti)與碳鋼板(q235)的焊接摘要：本文通過對奧氏體不銹鋼管(lcrl8ni9ti)與碳鋼板(q235)的焊 接性能、焊接工藝和施焊方法的介紹，找到了兩種異種鋼材的焊接難點和 關鍵，采用合理的焊接工藝，生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。關鍵詞：奧氏體不銹鋼、碳鋼、焊接1前言隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，鋼結構在工業(yè)、農業(yè)及民用建筑屮都得到了 廣泛的應用，人們在追求鋼結構的堅固耐用的同時，多種裝飾性材料也越 來越多的運用到鋼結構建筑中，如不銹鋼、鋁及鋁合金、復合材料等，其 屮現(xiàn)在運用最多的是不銹鋼。近期，我公司承接了山大教學樓頂層一標志性構件，上端為直徑300mm 厚度10mm的奧氏體

2、不銹鋼管，材質為lcrl8ni9ti,底座為直徑800mm厚度 20mm的碳鋼鋼板，材質為q235。由于兩種材料不同,為了保證焊接質量， 通過對焊接性和焊接特點的分析，制定了具體的焊接工藝措施。2奧氏體不銹鋼管(lcrl8ni9ti)與碳鋼板(q235)的焊接性和焊接特點分析奧氏體不銹鋼管(lcrl8ni9ti)與碳鋼板(q235)的焊接是異種材質的 焊接，它在焊接過程當中有許多的特殊問題，如：焊縫的稀釋、熱裂紋等。奧氏體不銹鋼管(lcrl8ni9ti)與碳鋼板(q235)的化學成分見下表:表1奧氏體不銹鋼管（lcrl8ni9ti）與碳鋼板（q235）的化學成分成分csimnpscrnitil

3、crl8ni9ti0. 121彡20. 0350.0317-198-115q2350. 140. 22彡0.30. 650. 0450.05巾表1可知，碳鋼板（q235）含碳量較低，可焊性較好，奧氏體不銹鋼 管（lcrl8ni9ti）含有18%左右的cr和9%左右的ni，而碳鋼沒有這些成分， 焊接時如不添加一定量的cr、ni元素，由兩種鋼組成的焊縫金屬其化學成 分必然顯著降低，即形成焊縫稀釋。焊縫稀釋的結果是形成馬氏體組織， 使焊縫的力學性能變硬變脆，并產(chǎn)生冷裂紋。解決焊縫稀釋的方法就是采 用適當高含量的鉻鎳焊條和減小熔合比的工藝方法。由于焊縫金屬含有較高的合金元素，易產(chǎn)生某些低熔點共晶物，如

4、：硫、 鎳形成的ni3s2,其熔點為645qc。又因兩種鋼材的線膨脹系數(shù)差別較大（奧 氏體不銹鋼的熱膨脹系數(shù)為16. 6碳鋼為11. 76），焊接過程當中會產(chǎn)生較大 的焊接應力，有產(chǎn)生裂紋的傾向，特別是弧坑裂紋，為此要選用能使焊縫 形成雙相組織的焊條和抗裂性能好的焊條。3奧氏體不銹鋼管（lcrl8ni9ti）與碳鋼板（q235）的焊接工藝3.1焊條的選擇和焊接電源的選用為了解決焊縫的稀釋問題和熱裂紋問題，選用抗裂性能較好的a307焊條，這樣可得到奧氏體和鐵素體雙相組織焊縫。當焊縫中有5%左右的鐵素 體時，奧氏體的晶粒長大便受到了阻礙，柱狀晶的方向被打亂，因而細化 了晶粒，并可防止雜質的聚集。由

5、于鐵素體可比奧氏體溶解更多的雜質， 因此還減少了低熔點共晶體在奧氏體晶粒邊界上的偏析。焊條使用前烘干 溫度為250°c左右，時間廣2小時，焊條烘干后放在100150°c的保溫桶中， 隨用隨取。焊接電源采用直流反接，這樣不但提高電弧穩(wěn)定性，還可以減少對母材 的能量輸入量。3.2焊件的裝配裝配前，板材與管材相對應焊接處200mm范圍內用刺輪把鐵銹、氧化皮 等雜物清理干凈，使之露出金屬光澤，管件端部用機械開45°半v型坡口， 用屮度砂紙打磨掉毛刺等雜物，不銹鋼嚴禁用砂輪機打磨，淸理完畢在不 銹鋼側涂白堊粉，以避免表面被飛濺物損傷。為方便焊接，我們采用垂直固定俯位焊。定位

6、焊時，根部間隙3mm，定位焊數(shù)量為3個，定位焊焊縫厚度為2mm， 長度為15mm，定位焊為正式焊縫的一部分，不能有任何缺陷，施焊前將定 位焊打磨成緩坡形。3. 3焊接施焊時選用小熔深的工藝措施，在保證焊縫質量的前提下，可選用小的 熱輸入?yún)?shù)，即小電流、短弧焊、快速運條、多層多道焊等。3. 3.1焊接層次及焊接參數(shù)焊接層次為叫層七道，如圖1所示。焊接參數(shù)見表2。表2悍接參數(shù)焊層打底層填充層蓋面層焊條直徑（mm）3.23.23.2焊接電流（a）85 959010085 953. 3. 2打底層的施焊施焊時采用斷弧運條方法，焊接參數(shù)見表2,焊條傾角6（t 70q，焊 條與板側夾角30° 3

7、5°。首先在板側坡口內，采用接觸法引弧，然后稍將 焊條向背面壓送，并稍作停留，當形成熔孔后向管側根部擺動焊條并滅弧， 如此反復施焊。施焊過程中應注意：采用短弧施焊；焊條向前擺動距離不 易過大；以背面熔透、熔合良好、成形均勻為宜；電弧的1/3保持在熔池 前，擊穿和熔化管件的根部；打底焊道盡量薄，不要厚。需要?；r，將電弧拉向板側或向焊接反方向10mm處滅弧，以避免產(chǎn)生縮孔。3. 3. 3填充層的施焊焊條傾角與打底層相同，焊條夾角40° 45°，施焊前將前層焊道清理 干凈，層間溫度控制在i5(rc。施焊時在坡口內側引弧后，以直線或小鋸 齒形向前施焊，采用短弧并使上下坡

8、口兩側熔合良好，保持運條速度均勻。3. 3. 4蓋面層的施焊焊接參數(shù)見表2,焊條傾角與打底層相同，焊條夾角第5道焊縫為50°55°，第6、7道焊縫為35°55°。施焊形式基本與填充層相同，苜先焊 第5道焊縫，并注意焊道與板熔合良好，符合焊腳尺寸要求，防止超標。 焊接第7道焊縫時，注意與焊道與管壁表面熔合良好，防止咬邊和焊腳尺 汴超標。各焊道間要過渡良好過渡平滑，防止在焊縫間部位形成溝槽和凸 起。焊后室溫冷卻4結束語此構件由于采用了合理的焊接工藝措施，焊后經(jīng)使用方驗收探傷，沒有 發(fā)現(xiàn)存在焊接缺陷，現(xiàn)已交付，安裝完畢。巾于我公司對此類異種材質構件的加工量較少，在實際操作中難免發(fā)現(xiàn) 一些不足之處，請各位領導、老師及同行師傅提出寶貴意見，以便在以后