1、不銹鋼焊接技術(shù)發(fā)布者：張本東發(fā)布時間： 2010-5-6 9:29:00內(nèi)容摘要作者針對不銹鋼的焊接特點進(jìn)行了總結(jié)，使理論與實踐達(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)。正文文字大小： 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控制焊接變形，當(dāng)簡體組裝后，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 (或兩點 ) “擊穿斷弧焊

2、的操作手法，平均燃熄弧的頻率在80 90 次 min 。 斷弧焊類似于無基值電流的脈沖焊法，平均熱輸入量小。熔池凝固快，減少過熱區(qū)域和晶粒長大傾向。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)前點熔池未完全結(jié)晶時，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=70 80A ；其余層次用3.2 焊條。 f=120 125A ，焊接線能量控制在1OKJ/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，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聞，減少過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：焊接不銹鋼時只有適當(dāng)加快焊接速度，嚴(yán)格控制焊絲伸出長度。9、奧氏體不銹鋼焊接磁性控制：通過采用Ar+ N2 混合

4、氣體代替100 純氬氣鎢極氬弧焊，并采用國產(chǎn)H00Cr21Nil0焊絲對 304L 材料進(jìn)行焊接工藝試驗，試驗結(jié)果表明：(1)采用 100 純氬弧焊，焊縫磁導(dǎo)率大于1 1，不能滿足設(shè)計要求；(2)當(dāng)氬氣中加入一定比例的氮氣后，焊后焊縫磁導(dǎo)率小于1 1，滿足設(shè)計要求，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)獨饬砍^一定數(shù)量時，焊縫磁導(dǎo)率小于11，滿足圖紙要求，但是焊接過程不穩(wěn)定，焊接過程中出現(xiàn)大量飛濺，焊縫易產(chǎn)生氣孔；(4)只要控制氮氣與氬氣的體積比，完全可以保證焊縫磁導(dǎo)率小于1 1，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)焊代替氬弧焊切實可行， 各項指

5、標(biāo)均能滿足產(chǎn)品設(shè)計要求， 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底片分析（ 1 ）底片中間出現(xiàn)長條形陰影帶。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、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、線狀結(jié)晶線在焊縫外表明顯可見。出現(xiàn)這些陰影時應(yīng)同實物對照并與焊縫內(nèi)部缺陷未焊透、氣孔加以區(qū)別評定。關(guān)于焊縫內(nèi)部組織引起的羽毛狀陰影，根據(jù)底片在陰影最明顯的試板上，取橫截面

6、宏觀金相試樣試驗，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，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，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，雖然埋弧焊具有焊接熱輸入大、焊接接頭高溫停留時間長的缺點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 、焊接時應(yīng)采用小電流、低電壓、窄焊道，快速焊；打底焊時為保證與根部熔合良好，焊縫不能太厚，收弧時要成緩坡形；熄弧時應(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)合板的焊接，先焊2mm 不銹鋼，后

7、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A002等；采用含鈦、鈮等穩(wěn)定化元素的焊條，例如牌號A137 、A132等。(2)由焊絲或焊條向焊縫熔入一定

8、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)力腐蝕開裂： 應(yīng)力腐蝕開裂是焊接接頭在特定腐蝕環(huán)境下受拉伸應(yīng)力作用時所產(chǎn)生的延遲開裂現(xiàn)象。奧氏體不銹鋼焊接接頭的應(yīng)力腐蝕開裂是焊接接頭比較嚴(yán)重的失效形式，表現(xiàn)為無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，防止組裝過程中造成各種傷痕(各種組裝傷痕及電弧灼痕都會成為裂源，容易造成腐蝕坑)。(2)合理

9、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；在難以實施熱處理時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；添加緩蝕劑。19 、焊縫金屬的低溫脆化：對于奧氏體不銹鋼焊接接頭，在低溫使用時，焊縫金屬的

10、塑韌性是關(guān)鍵問題。此時，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 、焊接接頭的相脆化：焊件在經(jīng)受一定時問的高溫加熱后會在焊縫中析出一種脆性的相，導(dǎo)致整個接頭脆化，塑性和韌性顯著下降。相的析出溫度范圍為650-8500C。在高溫加熱過程中，相主要由鐵素體轉(zhuǎn)變而成。加熱時間越長，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，以減小焊縫金屬在高溫下的停留時間。(3)對已析出的相在條件允許時進(jìn)行固溶處理，使相溶入奧氏體。21 、不銹鋼設(shè)備TIG 焊要點及注意事項(1)采用垂直外特性焊接電源，直流焊接時采用正極性(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。(3)保護(hù)氣體為氬氣，純度為99 99 。當(dāng)電流為 50 150A 時，氬氣流量為 8 10L min ，當(dāng)電流為150-250A 時。氬氣流量為12-15L min 。(4)鎢極從氣體噴嘴伸出長度以4-5mm 為佳，在角焊等遮蔽性差的地方是2 3mm ，在開槽深的地方是5-6mm 。噴嘴至工作的距離一般不超過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)焊接電弧長