在不锈钢的应用中对不锈钢结构进行焊接和切割是不可避免的。由于不锈钢本身所具有的特性,与普碳钢相比不锈钢的焊接及切割有着其特殊性,更易在其焊接接头及其热影响区(HAZ)产生各种缺陷。焊接时要特别注意不锈钢的物理性质。例如奥氏体型不锈钢的热膨胀系数是低碳钢和高铬系不锈钢的1.5倍;导热系数约是低碳钢的1/3,而高铬系不锈钢的导热系数约是低碳钢的1/2;比电阻是低碳钢的4倍以上,而高铬系不锈钢是低碳钢的3倍。这些条件加上金属的密度、表面张力、磁性等条件都对焊接条件产生影响。
马氏体型不锈钢一般以13%Cr钢为代表。它进行焊接时,由于热影响区中被加热到相变点以上的区域内发生a-r(M)相变,因此存在低温脆性、低温韧性恶化、伴随硬化产生的延展性下降等问题。因而对于一般马氏体型不锈钢焊接时需进行预热,但碳、氮含量低的和使用r系焊接材料时可不需预热。焊接热影响区的组织通常又硬又脆。对于这个问题,可通过进行焊后热处理使其韧性和延展性得到恢复。另外碳、氮含量低的牌号,在焊接状态下也有一定的韧性。
铁素体型不锈钢以18%Cr钢为代表。在含碳量低的情况下有良好的焊接性能,焊接裂纹敏感性也较低。但由于被加热至900?以上的焊接热影响区晶粒显著变粗,使得在室温下缺少延伸性和韧性,易发生低温裂纹。也就是说,一般来讲铁素体型不锈钢有475?脆化、700-800?长时间加热下发生б相脆性、夹杂物和晶粒粗化引起的脆化、低温脆化、碳化物析出引起耐蚀性下降以及高合金钢中易发生的延迟裂纹等问题。通常应在焊接时进行焊前预热和焊后热处理,并在具有良好韧性的温度范围进行焊接。
奥氏体型不锈钢以18%Cr-8%Ni钢为代表。原则上不须进行焊前预热和焊后热处理。一般具有良好的焊接性能。但其中镍、钼的含量高的高合金不锈钢进行焊接时易产生高温裂纹。另外还易发生б相脆化,在铁素体生成元素的作用下生成的铁素体引起低温脆化,以及耐蚀性下降和应力腐蚀裂纹等缺陷。经焊接后,焊接接头的力学性能一般良好,但当在热影响区中的晶界上有铬的碳化物时会极易生成贫铬层,而贫铬层和出现将在使用过程中易产生晶间腐蚀。为避免问题的发生,应采用低碳(C?0.03%)的牌号或添加钛、铌的牌号。为防止焊接金属的高温裂纹,通常认为控制奥氏体中的δ铁素体肯定是有效的。一般提倡在室温下含5%以上的δ铁素体。对于以耐蚀性为主要用途的钢,应选用低碳和稳定的钢种,并进行适当的焊后热处理;而以结构强度为主要用途的钢,不应进行焊后热处理,以防止变形和由于析出碳化物和发生δ相脆化。
双相不锈钢的焊接裂纹敏感性较低。但在热影响区内铁素体含量的增加会使晶间腐蚀敏感性提高,因此可造成耐蚀性降低及低温韧性恶化等问题。
对于沉淀硬化型不锈钢有焊接热影响区发生软化等问题。
常用不锈钢焊接方法对不锈钢最常用的焊接方法是手工焊(MMA),其次是金属极气体保护焊(MIG/MAG)和钨极惰性气体保护焊(TIG).虽然这些焊接方法对不锈钢工业的大多数人而言是熟悉的,但是我们认为这个领域值得深入探讨.
1、 手工焊(MMA):手工焊是一种非常普遍的、易于使用的焊接方法.电弧的长度靠人的手进行调节,它决定于电焊条和工件之间缝隙的大小.同时,当作为电弧载体时,电焊条也是焊缝填充材料.
这种焊接方法很简单,可以用来焊接几乎所有材料.对于室外使用,它有很好的适应性,即使在水下使用也没问题.大多数电焊机可以TIG焊接.在电极焊中,电弧长度决定于人的手:当你改变电极与工件的缝隙时,你也改变了电弧的长度.在大多数情况下,焊接采用直流电,电极既作为电弧载体,同时也作为焊缝填充材料.电极由合金或非合金金属芯丝和焊条药皮组成.这层药皮保护焊缝不受空气的侵害,同时稳定电弧.它还引起渣层的形成,保护焊缝使它成型.电焊条即可是钛型焊条,也可是缄性的,这决定于药皮的厚度和成分.钛型焊条易于焊接,焊缝扁平美观.此外,焊渣易于去除.如果焊条贮存时间长,必须重新烘烤.因为来自空气的潮气会很快在焊条中积聚.
2、 MIG/MAG焊接:这是一种自动气体保护电弧焊接方法.在这种方法中,电弧在保护气体屏蔽下在电流载体金属丝和工件之间烧接.机器送入的金属丝作为焊条,在自身电弧下融化.由于MIG/MAG焊接法的通用性和特殊性的优点,至今她仍然是世界上最为广泛的焊接方法.它使用于钢、非合金钢、低合金钢和高合金为基的材料.这使得它成为理想的生产和修复的焊接方法.当焊接钢时,MAG可以满足只有0.6mm厚的薄规格钢板的要求.这里使用的保护气体是活性气体,如二氧化碳或混合气体.唯一的限制是当进行室外焊接时,必须保护工件不受潮,以保持气体的效果.
3、 TIG焊接:电弧在难熔的钨电焊丝和工件之间产生.这里使用的保护气体是纯氩气,送入的焊丝不带电.焊丝既可以手送,也可以机械送.也有一些特定用途不需要送入焊丝.被焊接的材料决定了是采用直流电还是交流电.采用直流电时,钨电焊丝设定为负极.因为它有很深的焊透能力,对于不同种类的钢是很合适的,但对焊缝熔池没有任何“清洁作用”.
TIG焊接法的主要优点是可以焊接大材料范围广.包括厚度在0.6mm及其以上的工件,材质包括合金钢、铝、镁、铜及其合金、灰口铸铁、普通干、各种青铜、镍、银、钛和铅.主要的应用领域是焊接薄的和中等厚度的工件,在较厚的截面上作为焊根焊道使用.
不锈钢焊接工艺有什么要求
如果是使用手工电弧焊接的方法,就没有更严格的工艺要求,同其它普通金属的焊接方法大致相同,只是由于不锈钢黏性较大,在选择焊接电流时要比正常情况下稍大一些。但对焊条的要求是必须的,就是选择焊条的牌号一定要同工件金属的化学成分一致或接近,才能保证获得良好的焊接性能。
首先,要合理选择焊接方法。例如,板厚小于6mm的不锈钢,用TIG就很好;板厚大的,
可以考虑MIG焊。
其次,合理控制焊接参数。焊接用的电流和线能量比焊接低碳钢小20%左右。有个经验公
式:I=(25-35)d,I:焊接电流;d:焊芯直径
避免焊缝交叉
接头设计合理。坡口角度要选好
工件表面要清理干净也很重要。
不锈钢的焊接性能
不锈钢的焊接性能
由于不锈钢本身所具有的特性,与普碳钢相比不锈钢的焊接及切割有着其特殊性,更易在其焊接接头及 热影响区(HAZ)产生各种缺陷。
焊接时要特别注意不锈钢的物理性质。例如奥氏体型不锈钢的热膨胀系数是低碳钢和高铬系不锈钢的1.5倍;导热系数约是低 碳钢的1/3,而高铬系不锈钢的导热系数约是低碳钢的1/2;比电阻是低碳钢的4倍以上,而高铬系不锈钢是低碳钢的3倍。这些条件加上金属的密度、表面张 力、磁性等条件都对焊接条件产生影响。
马氏体型不锈钢一般以13%Cr钢为代表。它进行焊接时,由于热影响区中被加热到相变点以上的区域发生γ—α(M)相变,因此存在低温脆性、低温韧性恶化、伴随硬化产生的延展性下降等问题。
因而对于一般马氏体型不锈钢焊接时需进行预热,但碳、氮含量低的和使用丁系焊接材料时可不需预热。
焊接热影响区的组织通常又硬又脆。对于这个问题,可通过进行焊后热处理使其韧性和延展性得到恢复。另外碳、氮含量最低的牌号,在焊接状态下也有一定的韧性。
铁素体型不锈钢以18Cr钢为代表。在含碳量低的情况下有良好的焊接性能,焊接裂纹内敏感性也较低。但由于被加热至900℃以上的焊接热影响区晶粒显著变粗,使得在室温下缺少延伸性和韧性,易发生低温裂纹。
也就是说,一般来讲铁素体型不锈钢有475℃脆化、700—800℃长时间加热下发生 “相脆性、夹杂物和晶粒粗化引起的脆化、低温脆化、碳化物析出引起耐蚀性下降以及高合金钢中易发生的延迟裂纹等问题。
通常应在焊接时进行焊前预热和焊后热处理,并在具有良好韧性的温度范围进行焊接。
奥氏体型不锈钢以18% Cr—8%Ni钢为代表。原则上不须进行焊前预热和焊后热处理。一般具有良好的焊接性能。但其中镍、钼含量高的高合 金不锈钢进行焊接时易产生高温裂纹。
另外还易发生σ相脆化,在铁素体生成元素的作用下生成的铁素体引起低温脆化,以及耐蚀性下降和应力腐蚀裂纹等缺陷。
经焊接后,焊接接头的力学性能一般良好,但当在热影响区中的晶界上有铬的碳化物时会极易生成贫铬层,而贫铬层的出现将在使用过程中易产生晶间腐蚀。
为避免问题的发生,应采用低碳(C≤0.03%)的牌号或添加钛、铌的牌号。为防止焊接金属的高温裂纹,通常认为控制奥氏体中的δ铁素体肯定是有效的。一般提倡在 室温下含5%以上的δ铁素体。对于以耐蚀性为主要用途的钢,应选用低碳和稳定的钢种,并进行适当的焊后热处理;而以结构强度为主要用途的钢,不应进行焊接 后热处理,以防止变形和由于析出碳化物和发生σ相脆化。 双相不锈钢的焊接裂纹敏感性较低。但在热影响区内铁素体含量的增加会使晶间腐蚀敏感性提高,因此可造成耐蚀性降低及低温韧性恶化等问题。 对于沉淀硬化型不锈钢有焊接热影响区发生软化等问题。
综上所述,不锈钢的焊接性能主要表现在以下几个方面:
(1)高温裂纹:在这里所说的高温裂纹是指与焊接有关的裂纹。高温裂纹可大致分为凝固裂纹、显微裂纹、HAZ(热影响区)的裂纹和再加热裂纹等。
(2)低温裂纹:在马氏体型不锈钢和部分具有马氏体组织的铁素体型不锈钢中有时会发生低温裂纹。由于其产生的主要原因是氢扩散、焊接接头的约束程度以及其中的硬化组织,所以解决方法主要是在焊接过程中减少氢的扩散,适宜地进行预热和焊后热处理以及减轻约束程度。
(3)焊接接头的韧性:在奥氏体型不锈钢中为减轻高温裂纹敏感性,在成分设计上通常使其中残存有5%—10%的铁素体。但这些铁素体的存在导致了低温韧性的下降。在双相不锈钢进行焊接时,焊接接头区域的奥氏体量减少而对韧性产生影响。另外随着其中铁素体的增加,其韧性值有显著下降的趋势。
已证实高纯铁素体型不锈钢的焊接接头的韧性显著下降的原因是由于混入碳、氮、氧的缘故。其中一些钢的焊接接头中的氧含量增加后生成了氧化物型 夹杂,这些夹杂物成为裂纹发生源或裂纹传播的途径使得韧性下降。而有一些钢则是由于在保护气体中混入了空气,其中的氮含量增加在基体解理面{100}面上 产生板条状Cr2N,基体变硬而使得韧性下降。
(4)σ相脆化:奥氏体型不锈钢、铁素体不锈钢和双相钢易发生σ相脆化。由于组织中析出了百分之几的α相,韧性显著下降。
“α相一般是在600~900℃范围内析出,尤其在75℃左右最易析出。作为防止”相产生的预防型措施,奥氏体型不锈钢中应尽量减少铁素体的含量。
(5)475℃脆化,在475℃附近(370—540℃)长时间保温时,使Fe—Cr合金分解为低铬浓度的α固溶体和高铬浓度的α’固溶体。当α’固溶体中铬浓度大于75%时形变由滑移变形转变为孪晶变形,从而发生475℃脆化。
奥氏体不锈钢焊接性能分析
第一章 材料的焊接性分析
奥氏体不锈钢是不锈钢中最重要的钢种,生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的 70%, 该类钢是一种十分优良的材料, 有极好的抗腐蚀性和生物相容性, 因而在化学工业、 沿海、食品、生物医学、石油化工等领域中得到广泛应用。
本次课设题目 (单晶炉副炉室的焊接 ) 中的各部件材料是:304L (00Cr19Ni10)(包括 上法兰、下法兰、内炉筒); 1Cr18Ni9Ti(包括外炉筒、水咀座 ) ;且它们都是 18-8型奥 氏体不锈钢。是奥氏体不锈钢的基本钢种。
1 奥氏体不锈钢的焊接特点
奥氏体不锈钢是石油化工生产中应用最为广泛的金属材料之一,其焊接
性能良好,但在焊接过程中也容易产生不少问题,主要表现为以下几种:
① 晶间腐蚀
奥氏体不锈钢焊接件容易在焊接接头处发生晶间腐蚀,根据贫铬理论,
其原因是焊接时焊缝和热影响区在加热到 450~850℃温度范围停留一定时间的接头部位, 在晶界处析出高铬碳化物(Cr23C6),引起晶粒表层含铬量降低,形成贫铬区,在腐蚀介 质的作用下,晶粒表层的贫铬区受到腐蚀而形成晶间腐蚀。这时被腐蚀的焊接接头表面无 明显变化,受力时则会沿晶界断裂,几乎完全失去强度。
为防止和减少焊接接头处的晶间腐蚀,一般采取的防止措施有:
(1)采用低碳或超低碳的焊材,如 A002等,或采用含钛、铌等稳定化
元素的焊条,如 A137、 A132等;
(2)由焊丝或焊条向焊缝熔入一定量的铁素体形成元素,使焊缝金属成为
奥氏体 +铁素体的双相组织 (铁素体一般控制 4-12%);
(3)减少焊接熔池过热,选用较小的焊接电流和较快的焊接速度,加快冷却速度;
(4)对耐晶间腐蚀性能要求很高的焊件进行焊后稳定化退火处理。
② 焊接热裂纹
热裂纹产生的主要原因是焊缝中的树枝晶方向性强,有利于 S 、 P 等元素的低熔点 共晶产物的形成和聚集。另外,此类钢的导热系数小(约为低碳钢的 1/3),线胀系数大 (比低碳钢大 50%),所以焊接应力也大,加剧了热裂纹的产生。其防止的办法是: (1)选用含碳量低的焊接材料,采用含适量 Mo 、 Si 等铁素体形成元素的
焊接材料,使焊缝形成奥氏体加铁素体的双相组织,减少偏析;
(2)尽量选用碱性药皮的优质焊条,以限制焊缝金属中 S 、 P 、 C 等的含量。
③ 应力腐蚀开裂
应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现 象。奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失效形式,表现为无塑 性变形的脆性破坏。
应力腐蚀开裂防止措施:
(1) 采取合适的焊接工艺, 保证焊缝成形良好, 不产生任何应力集中或点蚀的缺陷, 如咬边等;采取合理的焊接顺序,降低焊接残余应力水平;
(2)合理选择焊材,焊缝与母材应有良好的匹配,不产生任何不良组织
,如晶粒粗化及硬脆马氏体等;
(3)消除应力处理:焊后热处理,如焊后完全退火或退火;在难以实施热处理时采 用焊后锤击或喷丸等。
④ 焊缝金属的低温脆化
对于奥氏体不锈钢焊接接头, 在低温使用时, 焊缝金属的塑韧性是关键问题。 此时, 焊缝组织中的铁素体的存在总是恶化低温韧性。一般可以通过选用纯奥氏体焊材和调整焊 接工艺获得单一的奥氏体焊缝的方法来防止焊缝金属的低温催化。
⑤ 焊接接头的 σ相脆化
焊件在经受一定时间的高温加热后会在焊缝中析出一种脆性的 σ相, 导致整个接头 脆化,塑性和韧性显著下降。 σ相的析出温度范围 650-850℃。在高温加热过程中, σ相 主要由铁素体转变而成。加热时间越长, σ相析出越多。
防止措施:
(1)限制焊缝金属中的铁素体含量(小于 15%),采用超合金化焊接材料,即高镍 焊材;
(2)采用小规范,以减小焊缝金属在高温下的停留时间;
(3)对已析出的 σ相在条件允许时进行固溶处理,使 σ相溶入奥氏体。
2 奥氏体不锈钢的焊条选用原则
不锈钢主要用于耐腐蚀,但也用作耐热钢和低温钢。因此,在焊接不锈钢时,焊条 的性能首先必须与不锈钢的用途相符,其次不锈钢焊条还必须根据母材和工作条件(包括
工作温度和接触介质等)来选用。结合不锈钢焊接过程中容易出现的问题以及防止措施, 焊条的选用原则一般有如下几种:
① 一般来说,焊条的选用可参照母材的材质,选用与母材成分相同或相近的焊条。 如:A102对应 0Cr19Ni9, A137对应 1Cr18Ni9Ti 等。
② 奥氏体不锈钢的焊缝金属应保证力学性能。这可以通过焊接工艺评定进行验证。 ③ 由于碳含量对不锈钢的抗腐蚀性能有很大的影响,因此,一般选用熔
敷金属含碳量不高于母材的不锈钢焊条。如 316L 必须选用 A022焊条。
④ 对于在高温工作的耐热不锈钢(奥氏体耐热钢),所选用的焊条主要
应能满足焊缝金属的抗热裂性能和焊接接头的高温性能。
(1)对 Cr/Ni≥1的奥氏体耐热钢,如 1Cr18Ni9Ti 等,一般均采用奥氏体
-铁素体不锈钢焊条,以焊缝金属中含 2-5%铁素体为宜。铁素体含量过低时,焊缝金属抗 裂性差 ; 若过高, 则在高温长期使用或热处理时易形成 σ脆化相, 造成裂纹。 如 A002、 A102、 A137。在某些特殊的场合,可能要求采用全奥氏体的焊缝金属时,可采用比如 A402、 A407焊条等。
(2)对 Cr/Ni<1的稳定型奥氏体耐热钢,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。如采用="" a502、="">1的稳定型奥氏体耐热钢,如>
⑤ 对于在各种腐蚀介质中工作的耐蚀不锈钢,则应按介质和工作温度来
选择焊条,并保证其耐腐蚀性能(做焊接接头的腐蚀性能试验)。
(1)对于工作温度在 300℃以上、有较强腐蚀性的介质,须采用含有 Ti 或 Nb 稳定化 元素或超低碳不锈钢焊条。如 A137或 A002等。
(2) 对于含有稀硫酸或盐酸的介质, 常选用含 Mo 或含 Mo 和 Cu 的不锈钢焊条如 :A032、 A052等。
(3)对工作介质腐蚀性弱或仅为避免锈蚀污染的不锈钢设备,可采用不含 Ti 或 Nb 的不锈钢焊条。为保证焊缝金属的耐应力腐蚀能力,采用超合金化的焊材,即焊缝金属中 的耐蚀合金元素(Cr 、 Mo 、 Ni 等)含量高于母材。如采用 00Cr18Ni12Mo2类型的焊接材料 (如 A022)焊接 00Cr19Ni10焊件。
⑥ 对于在低温条件下工作的奥氏体不锈钢,应保证焊接接头在使用温度
的低温冲击韧性,故采用纯奥氏体焊条。如 A402、 A407。
⑦ 也可选用镍基合金焊条。如采用 Mo 达 9%的镍基焊材焊接 Mo6型超级
奥氏体不锈钢。
综上所述,奥氏体不锈钢的焊接是有其独特特点的,奥氏体不锈钢焊接时焊条的选 用尤其值得注意,只有根据不同材料和工作条件选用不同的焊接方法和不同的焊接材料, 才能达到所预期的焊接质量。
3 焊接方法
① 手工焊
手工焊是一种非常普遍的、易于使用的焊接方法 . 电弧的长度靠人的手进行调节,它 决定于电焊条和工件之间缝隙的大小 . 同时,当作为电弧载体时,电焊条也是焊缝填充材 料。
这种焊接方法很简单,可以用来焊接几乎所有材料 . 对于室外使用,它有很好的适应 性,即使在水下使用也没问题 . 大多数电焊机可以 TIG 焊接 . 在电极焊中,电弧长度决定于 人的手:当你改变电极与工件的缝隙时,你也改变了电弧的长度 . 在大多数情况下,焊接 采用直流电,电极既作为电弧载体,同时也作为焊缝填充材料 . 电极由合金或非合金金属 芯丝和焊条药皮组成 . 这层药皮保护焊缝不受空气的侵害,同时稳定电弧 . 它还引起渣层的 形成,保护焊缝使它成型 . 电焊条即可是钛型焊条,也可是缄性的,这决定于药皮的厚度 和成分 . 钛型焊条易于焊接,焊缝扁平美观 . 此外,焊渣易于去除 . 如果焊条贮存时间长, 必须重新烘烤 . 因为来自空气的潮气会很快在焊条中积聚。
② 金属极气体保护焊
这是一种自动气体保护电弧焊接方法 . 在这种方法中,电弧在保护气体屏蔽下在电流 载体金属丝和工件之间烧接 . 机器送入的金属丝作为焊条,在自身电弧下融化 . 由于
MIG/MAG焊接法的通用性和特殊性的优点, 至今她仍然是世界上最为广泛的焊接方法 . 它使 用于钢、非合金钢、低合金钢和高合金为基的材料 . 这使得它成为理想的生产和修复的焊 接方法 . 当焊接钢时, MAG 可以满足只有 0.6mm 厚的薄规格钢板的要求 . 这里使用的保护气 体是活性气体,如二氧化碳或混合气体 . 唯一的限制是当进行室外焊接时,必须保护工件 不受潮,以保持气体的效果
③ 钨极惰性气体保护焊
电弧在难熔的钨电焊丝和工件之间产生 . 这里使用的保护气体是纯氩气,送入的焊丝 不带电 . 焊丝既可以手送,也可以机械送 . 也有一些特定用途不需要送入焊丝 . 被焊接的材
料决定了是采用直流电还是交流电 . 采用直流电时,钨电焊丝设定为负极 . 因为它有很深的 焊透能力,对于不同种类的钢是很合适的,但对焊缝熔池没有任何“清洁作用”。
主要优点是可以焊接大材料范围广 . 包括厚度在 0.6mm 及其以上的工件,材质包括合 金钢、铝、镁、铜及其合金、灰口铸铁、普通干、各种青铜、镍、银、钛和铅 . 主要的应 用领域是焊接薄的和中等厚度的工件,在较厚的截面上作为焊根焊道使用。
其中氩气保护焊较多使用, 在使用氩弧焊焊接奥氏体不锈钢时,由于各类偶然或必然 因素的作用,难免会出现一些焊接不良的不合格品。分析其产生的原因并制定补救方法是 提高成品率的一种手段。
一下是常见的焊接问题和解决方法:
⑴ 表面气孔
原因:产生表面气孔的原因一般为使用了不符合要求的焊材或工件表面的清理未达 到要求或操作时焊条角度不对或施工环境未达到要求等而引起的。
预防:使用正确的焊材,焊前清理干净工件,选择合适的焊接角度。
补救措施:用角向磨光机或焊工凿子对缺陷进行清理,如缺陷清除后焊缝表面成型 达不到标准的要求时,必须重新进行补焊。补焊时必须考虑到引弧和熄弧的位置;补焊完 成后应重新打磨清理焊缝,使之过渡圆滑。
⑵ 焊缝未填满
原因:产生焊缝未填满的原因一般为焊工责任心不强或工件坡口形式不当而引起的。 预防:选择合适的工件坡口。
补救措施:必须重新进行补焊。补焊前应进行必要的清理,补焊时必须考虑到引弧 和熄弧的位置;补焊完成后应重新打磨清理焊缝,使之过渡圆滑。
⑶ 焊缝余高超标
原因:产生焊缝余高超标缺陷的原因一般为操作方法不当或层间焊道布置不当而引起 的。
预防:合理布置层间焊道。
补救措施:用角向磨光机或焊工凿子对缺陷进行打磨清理使之过渡圆滑,焊缝达到 标准要求。
⑷ 焊缝宽窄差超标
原因:产生焊缝宽窄超标缺陷的原因一般为焊工技能水平不够或责任心不强或坡口 形式不当而引起的。
预防:选择合适的坡口。
补救措施:用角向磨光机或焊工凿子对缺陷进行打磨清理使之焊缝达到标准要求。 必要时应进行补焊。补焊前应进行必要的清理,补焊时必须考虑到引弧和熄弧的位置;补 焊完成后应重新打磨清理焊缝,使之过渡圆滑。
⑸ 咬边
原因:产生咬边缺陷的原因是焊工操作不当或电流过大,或施焊时焊条、焊枪角度 不当,使熔化的母材未被焊缝金属所填满。
预防:防止措施,正确选择电流、焊条(枪)角度和焊速,焊缝两侧适当延长停留 时间。
补救措施:用角向磨光机或锉刀对咬边缺陷进行锉、磨,对轻微咬边,如缺陷清除 后,并且达到圆滑过渡和符合标准要求时则认为合格,对较深咬边,则应在修磨后进行补 焊。补焊时应注意引弧和灭弧、电流略增大,填满咬边凹坑。补焊后的焊缝仍需按规定进 行打磨,并圆滑过渡至母材。
⑹ 裂纹
原因:产生裂纹的原因一般为焊接工艺选择不当或焊接过程中工件沾到油、水等污 物或工件在焊接时焊口处于较强外应力状态而引起的。
预防:焊前彻底清理焊件表面。
补救措施:用角向磨光机对缺陷进行打磨清理,且进行 PT 着色试验检查。确保无裂 纹后进行补焊。补焊可用 GTAW 、 SMAW 两种方法进行;补焊前应进行必要的清理,补焊时 必须考虑到引弧和熄弧的位置;补焊完成后应重新打磨清理焊缝,使之过渡圆滑。
必要时应先对焊口进行光谱检查以确认焊接工艺选择是否正确,如焊接工艺不当时
应对焊口进行割口重焊处理。
⑺ 接头未熔合
原因:产生接头未熔合缺陷的原因一般为清理不当或操作接头位置未到位
引起的。
预防:焊前清理工件,操作严格按照正确程序。
补救措施:角向磨光机、凿子对缺陷进行打磨清理,确认无缺陷后进行补
焊。补焊前应进行必要的清理;补焊时必须考虑到引弧和熄弧的位置;补焊完成后应重新 打磨清理焊缝,使之过渡圆滑。
⑻ 焊口内部气孔、夹渣等非根部的圆形缺陷
原因:产生气孔、夹渣等非圆形缺陷的原因一般为层间清理未达到要求或焊材未符 合要求或操作方法不当或工艺参数选择不当或施工环境未达到要求而引起的。
预防:正对以上项目进行改正。
补救措施:用角向磨光机、凿子或碳弧气刨对缺陷进行打磨清理,确认无缺陷后进 行补焊。补焊前应进行必要的清理;补焊时必须考虑到引弧和熄弧的位置并进行必要的层 间清理;补焊完成后应打磨清理焊缝,使之过渡圆滑。
⑼ 焊口内部未焊透、根部未熔合、根部内凹、夹丝等根部缺陷
原因:产生未焊透、根部未熔合、根部内凹、夹丝等缺陷的原因一般为工艺参数选 择不当或坡口角度钝边厚度不当或操作方法不当等引起的。
预防:选择合适的工艺参数及坡口。
补救措施:用角向磨光机、凿子或碳弧气刨对缺陷进行打磨清理,打磨清理前应对 焊口缺陷位置及焊口受力状态进行确认,必要时应用外力改变焊口受力状态;还可在缺陷 的对称位置用磨光机开一个‘小窗’以便确认缺陷是否已清除。确认无缺陷后进行补焊。 特殊情况下可对焊口进行割口重焊处理。补焊时必须考虑到引弧和熄弧的位置并进行必要 的层间清理,补焊完成后应打磨清理焊缝,使之过渡圆滑。
⑽ 焊口内部裂纹等非圆形缺陷
原因:产生裂纹等非圆形缺陷的原因一般为工艺参数选择不当或层间清理未达到要 求或焊材未符合要求或操作方法不当或施工环境未达到要求或焊接过程中工件沾到油、水 等污物或工件焊接时焊口处于较强外应力状态而引起的。
预防:从以上各项目改正。
补救措施:对近根部的裂纹、条形夹渣、条形气孔的返工应使用角向磨光机、电磨 或碳弧气刨清理,清理前必须对焊口的受力位置进行确认,尽量使焊缝在无处应力状态下 进行返工,以防止在清理过程中再次产生裂纹;必要时还应用电钻打上止裂孔。对贯穿性 的裂纹在清除后还应对焊口缺陷位置做 PT 试验检查。确认缺陷消除后可进行补焊。补焊 时必须考虑到引弧和熄弧的位置并进行必要的层间清理,补焊完成后应打磨清理焊缝,使 之过渡圆滑。
⑾ 割口重焊类
原因:焊口须做割口重焊处理一般因为焊口有严重的未焊透、内凹、密集性气孔等 缺陷或焊接工艺方法选择错误或管路安装错误而引起的。
预防:从以上各项目改正。
补救措施:使用角向磨光机、 电锯、 碳弧气刨等工具对焊口进行分段或一次性处理。 重焊时应先将原焊缝金属去掉;坡口的形状应满足焊接操作的要求,必要时应对坡口进行 补焊;割口重焊的焊接技术要求不得低于原焊接工艺的要求。
⑿ 氩弧焊根层夹钨
预防:采用高频引弧法或擦除法引弧,熟练引弧方法。
补救措施:使用角向磨光机、电磨或焊工凿子对缺陷进行打磨清理,直至清除,重 新焊补。
⒀ 焊缝氧化、过烧
预防:背部充氩保护必须良好,减少线能量。
补救措施:使用磨光机、电锯等工具对焊口的根部进行分段和一次性处理,彻底清 除氧化和过烧的焊缝,加工坡口进行重焊。
第二章 焊接方案
先分别制作好各个焊件(包括:内炉筒、外炉筒、两个水咀座、上法兰、下法兰、以 及组焊件观察窗连接件) 。内外炉筒均不预先打孔,将上下法兰与内外炉筒组装,用手弧 焊进行定位焊,初步将其定位,然后将其至于滚轮架上,由内部用熔化极氩弧焊焊接内炉 筒,初步检测缺陷,之后用手弧焊焊接外炉筒,并检测焊接缺陷。
用矩形管夹具固定好管件(保证孔位与下法兰外平面的平行度) ,先由钻孔机在指定
的三个位置分别打孔, 之后用镗床将其分别加工到指定尺寸 (与之前的所有焊缝位置错开) , 用手弧焊分别焊接水咀座和观察窗连接件。
最后对焊件整体检测,必要时进行较圆和火焰矫正等处理。
第三章 配件的选定和加工
1 内炉管
由 GB2270-80(不锈钢无缝钢管) ,选定管 ? 390×8,等离子弧能量密度大,焰流冲刷 力很大,割件切口窄、整齐,割件变形和热影响区小,生产效率高,可切割不锈钢。用等 离子弧切割 2250㎜(要求尺寸为 2242㎜) ,预留 8㎜加工余量,之后用铣边机处理切割 口出,并加工坡口。
等离子弧切割
管子端部可采用铣边的方法加工坡口提高安装精度,采用“动力头” ,机动灵活,置 于管子端部,管子在滚轮架上滚动,动力头在管壁进行切削。
XBJ 系列铣边机有三种型号,即:XBJ-6、 XBJ-9、 XBJ-12,铣削角度:0°-45°,一 次最大铣削斜边深度 12㎜,横向铣削行走速度 0.3m/min,进给电机功率 1.1/0.8kw,返 程速度 5m/min,该机返程速度快,效率高,是传统铣边机的跟新换代产品。
2 外炉管
因小批量生产,采用一块钢板卷制而成,仅有一条焊缝。
由 GB3280-84(不锈钢冷轧板) ,选择厚度 5㎜的钢板,用等离子弧切割 2245㎜长, 宽度由公式:L=π(D g +δ) +S , 其中 :中径 D g =438.5㎜, 厚度 δ=5㎜, 加工余量 S=10㎜。 之后对长度上的边用铣边机进行处理,之后用送管机和等离子弧焊接设备进行焊接(详见 附图Ⅱ、Ⅲ) 。
送管机由送管辊、 导向辊、 压边辊等组成、 送管滚均为主动辊, 以保证管坯运动均匀, 导向辊上的导向片插在管坯的对接缝隙中,以保证待接缝始终朝上,压紧辊用以压紧管坯 间隙,焊接在两压紧辊中心连线与对接缝交点上进行,压边辊用以压下错边,以保证焊接 位置的错边尽可能小,一定长度的管坯送入送管辊形槽中向前进行运动,导向辊上的导向
片插入对缝间隙以便导向,压紧辊把两待焊边缘压平,压紧辊压紧间隙,然后进行焊接, 焊成的钢管由送管辊送出,
等离子纵缝焊接中,焊接应在两边配合最紧,错边最小的地方进行,所以焊接位置就 是两压紧辊中心连线与接缝的交点,在此处间隙最小,焊接成功可能性最大。电源采用直 流正极性。
等离子弧纵缝焊接
焊接结束后,对筒进行检测,包括焊缝质量和筒的圆度,若存在问题则需热处理矫正 和较圆等处理。
管子的端部则如内筒所述方式用铣边机进行处理并加工坡口。
3 上下法兰
因小批量生产,可用标准不锈钢板自行自作。
由 GB3280-84(不锈钢冷轧板) ,选择厚度分别为 35㎜和 40㎜的 304L 钢板。
因上下法兰与内外筒焊接时用定位焊和滚轮架的先后焊接方式,考虑到在滚轮架上焊 接时法兰重力的影响, 所以将下法兰制作为不锈钢带颈法兰, 颈部厚度 10㎜, 长度 5㎜。 ①下法兰 (要求厚度 30㎜、 直径 495㎜) :用等离子弧切割厚度为 40㎜ (加工余量:内外侧 5㎜)的钢板,切割半径为 250㎜(边缘加工余量 2.5㎜) ,之后用铣边机加工圆 板边缘。用打孔机在圆板中打孔径为 384㎜的孔(加工余量 3㎜) ,最后用铣边机分别加 工法兰的两个表面,内侧径向 203㎜和 213㎜之间加工颈部,外侧表面的配合面用精加工 机在径向 200㎜处加工出所需的配合尺寸。
②上法兰(要求厚度 28㎜、直径 495㎜) ,等离子弧切割厚度 35㎜的钢板(加工余 量:内侧 6㎜、 外侧 2㎜) , 切割半径为 250㎜ (边缘加工余量 2.5㎜) , 铣边机加工边缘, 打孔孔径 184㎜(加工余量 3㎜) ,铣边机加工内表面 2㎜,外表面 2㎜,内侧径向 203㎜和 213㎜处向内加工突台,高度均为 2㎜。
4 水咀座
由 GB3280-84(不锈钢冷轧板) , 用钻床加工制作出两个, 先后用攻丝机和铣床加工其
中的一个面。
5 观察窗连接件
选择外径径 102㎜的不锈钢管,在其一端用两个半圆片(直径稍大)用手弧焊焊接, 另一端用攻丝机和铣床加工。
第四章 组装及焊接
单层法兰与多层筒节环向接头,应采用双面开坡口对接接头或单面全焊透对接接头。 这里采用单面全焊透对接接头。
先将其按照加工好的装配尺寸在滚轮架上组装好,按照所给题目的视图进行组装。因 此时不稳定,需用一对挡铁适当的固定。
1 定位焊
所焊管管径为 390㎜和 436㎜, 均选择 6个定位焊点, 相邻焊点互成 60°, 对于外筒, 避开其纵缝与定位焊点的位置重叠。
定位焊时焊处易产生缺陷,对于单面焊双面成形的焊口,尽可能不在坡口根部作定位 焊,可在管壁用扁钢定位。定位焊缝的两端应用锉刀、砂轮或碳弧气刨打出缓坡,保证接 头处焊透, 如发现有内凹、 未焊透裂纹等缺陷应铲掉重焊。 焊接尺寸应适当, 长度约为 20-30㎜,为便于接头熔透,定位焊焊缝的两端必须修成缓坡型,焊缝用的焊接材料和工艺与正 式焊接时的相同。定位焊的电流要比正常焊接的电流大 10%-15%,在焊缝交叉处和焊缝方 向急剧变化的地方不能进行定位焊。
2 内筒焊接
采用半自动熔化极氩弧焊,焊枪不必移动,由滚轮架转动,将焊枪对准内筒的底部固 定。熔化极氩弧焊由于采用焊丝作电极,焊丝和电弧的电流密度大,焊丝熔化速度快,焊 接电弧在焊丝与焊件之间燃烧, 焊丝被电弧加热熔化形成熔滴过渡到熔池中, 熔敷效率高, 焊接变形小,电弧稳定,熔滴过渡稳定,焊接飞溅少,焊缝成形美观,为了获得稳定的焊 接过程和稳定的熔滴过渡,故采用直流反接。
半自动熔化极氩弧焊机
熔化极氩弧焊机通常由弧焊电源、控制箱、送死机构、焊炬、水冷系统及供电系统组 成。
电源:需采用均匀送丝的方式,故选用陡降外特性直流电源。
控制箱:有焊接时序孔氏电路 (控制焊丝的自动送进) , 提前送气、 滞后停气、 引弧、 电流通断、电流衰减、冷却水的通断及焊丝送进等。
气路:由气瓶减压器、流量计、软管及气阀等组成。
水路:冷却水系统,水路中设有水压开关,当水压太低或断水时,自动控制水压开关 将断开控制系统的电源,使焊机停止工作,保护焊接设备不损坏。
焊接方式:
焊接时打底和盖面两层焊,在焊盖面前,应打磨引弧处,且打底引弧处与盖面引弧处 错开。焊完后用超声波检测是否存在缺陷等问题并处理。
3 外筒焊接
由于操作位置方便,可用手弧焊进行焊接。
奥氏体不锈钢电阻率为碳钢的 4倍以上, 焊接时产生的电阻热较大, 药皮易发红开裂, 所以同样直径的焊条焊接电流比钢下降 20%左右,焊条长度比同直径碳钢焊条短,否则在 焊接时药皮迅速发红、开裂,会失去保护而无法焊接。
施焊是,焊条不应进行横向摆动,采用小电流,快速焊,一次焊成则焊缝不宜过宽, 最好不超过焊条直径的 3倍,多层焊时每焊完一层,彻底清除焊渣,层间温度应该不低于 60℃。
焊条电弧焊:焊条型号:E308L (牌号:A002) ,直径:4㎜,焊接电流:I=140A。同 内筒的焊接进行后续处理。
4 水咀座和观察窗连接件焊接
外筒焊接完成后,用矩形管夹具将其夹紧,依照组装图上给定尺寸,先钻孔再镗加工 筒壁水咀座和观察窗连接件的焊接位置。之后进行焊接,焊接的方法同外筒的焊接。
第五章 检测
采用超声波检测,超声检测能检测气孔、夹渣、未熔合、未焊透和焊接裂纹等。焊缝 探伤主要用斜探头(横波) ,有时也可使用直探头(纵波) 。探测频率通常为 2.5-5MHz ,依 据工件的厚度进行探头角度的选择。发现缺陷后,即可对其进行定位计算,计算时可以使 用探头折射角的正弦和余弦,也可以使用正切值(它等于探头入射点至缺陷的水平距离与 缺陷至工件表面垂直距离之比) 。 仪器灵敏度调整和探头性能测试应在相应的标准试块 (或 自制的试块)上进行。
若检测发现有问题,则按照第一章中的相应方法解决。之后对构件进行变形矫正,矫 正方法用机械矫正和火焰矫正。
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双相不锈钢性能-焊接性
双相不锈钢性能-焊接性 由于双相不锈钢具有双相结构,与奥氏体不锈钢相比较,焊接热裂敏感性小;与铁素体不锈钢比较,焊后热影区的脆化倾向也较低,因此,双相不锈钢具有较好的焊接性。 但是,双相不锈钢的焊接主要是要控制焊后热影响区具有适宜的相比例,防止熔合线和焊缝热影响区出现单相铁素体组织而导致的双相不锈钢性能的下降和优良特性的丧失。对于高铬、钼、氮高合金双相不锈钢,也要防止σ相、χ相和Cr 2N 、CrN 等的析出带来的不良影响。为此,焊接用双相不锈钢,焊前母材相比例的控制、焊接时的峰值温度和冷却速度以及焊接线能量的大小等均需予以注意。
图6.14系第一代双相不锈钢00Cr26Ni6Ti 由于热处理温度不同,钢中γ相量的变化,对钢的力学性能和耐应力腐蚀性能的影响。可以看出,随热处理温度升高,当钢中γ相量<20%后,随钢中γ量的进一步减少(即铁素体量的增多),钢的韧性显著下降。到1200℃以上呈现单相铁素体组织后,钢的韧性和耐应力腐蚀性能实际上是镍的纯铁素体不锈钢的性能,不仅韧性低,耐应力腐蚀性能差,而且对晶间腐蚀也很敏感。此种由于温度的影响和双相不锈钢相比例的变化导致的性能改变,在双相不锈钢的焊接过程中,同样会显现出来。
图6.15和图6.16系另一种第一代双相不锈钢SUS 329J1 (0Cr26Ni5Mo2)实际焊后热影响区γ相量的变化及热模拟试验再现加热温度和冷却条件对此钢α相量冲击韧性的影响。从图
6.15可看出,焊后热影响区γ相量(γ2魏氏组织)显著减少,近熔合线区可低于5%;从图6.16可知,加热温度提高,铁素体量增加,焊后高温冷却过程中,冷却越快,二次奥氏体(γ2)的形成量也越少,钢的韧性也越低。
综上所诉,在双相不锈钢焊接过程中,其热影响区的变化可以简单描述为:受温度的影响,热影响区中奥氏体大量减少,铁素体大量增加以及铁素体晶粒的长大,在焊缝熔合线及其附近
的高温区会呈现晶粒较粗大的单相铁素体组织。而在焊后冷却过程中,随冷却速度和母材初始相比例的不同,自高温铁素体转变而来的奥氏体(称二次奥氏体),即γ2量也有所不同。冷却快,熔合线及其附近微区的单相铁素体还会保持到室温,形成含镍的纯铁素体组织,从而导致各种性能的下降;冷却较慢,则会有较多的二次奥氏体(γ2)产生,从而使得焊缝热影响区呈现具有不同α/γ相比例的双相区。虽然与未经焊接热影响区的母材相比,近熔合线热影响区性能也会有所下降,但仍可保持双相不锈钢的优良特性。当然,冷却速度也要控制适当,特别是要防止冷却过慢而引起的碳、氮化物大量析出和χ、σ等脆性相沉淀带来的危害。
图6.17系双相不锈钢的组织图和焊后热影响区的组织变化图,可以较圆满地解释上述双相不锈钢焊后热影响区所遇到的现象。
克服第一代双相不锈钢焊接性的不足,即防止焊后单相铁素体的形成,并希望焊后获得尽量多的奥氏体(γ2)和满意的热影响区性能,一是向钢中加氮并使母材具有α/γ近于1的双相结构,二是焊接工艺的控制(包括线能量和多层焊时层间温度的控制以及焊接材料的选择)。 实践表明,由于氮的加人,第二代和第三代(超级)双相不锈钢以及经济型双相不锈钢,在母材固溶态α和γ的相比例控制在50%比50%即1:1的前提下,采取适宜的焊接工艺,完全可以防止焊后熔合线和热影响区单相铁素体的形成,并获得满意的焊接接头的性能。
表6.6列出了相比例对不同含氮量的25Cr6.5Ni3MoN 钢焊接热模拟试样和母材耐蚀性的影响,显然,当母材的相比例α/γ近于70/30时,HAZ1近于单相铁素体,HAZ2也仅5%~7%的γ,钢的晶间腐蚀敏感性增加,点蚀速率提高;当母材的相比例α/γ近于50/50时,HAZ1含有7%~35%的γ,HAZ2有15%~40%的γ,此时则可以获得满意的耐晶间腐蚀和耐点蚀腐蚀性能。
需要指出,双相不锈钢焊后热影响区的相比例已不是固溶态比较理想的α/γ近于1/1,而是随钢的牌号、铬当量/镍当量、焊前母材的热处理温度和焊接工艺等的不同,可能在90/10~70/30之间波动。(转自不锈钢概论)
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不锈钢焊接性能的分析
【摘 要】在现代新型工业发展的过程当中,不锈钢广泛使用于各种机械装置设备的制造和生产,而在使用不锈钢的过程中,不锈钢焊接技术成为机械生产当中一个重要的生产加工环节。特别是对于石油、化工、医药、食品、电力、电子、航空航天、船舶、锅炉等大型机械设备的生产与运用,焊接技术所承担的角色显得尤为重要。那么,本文将从不锈钢焊接的性能特点、方法、常见的问题三个方面对其加以研究和分析。
【关键词】不锈钢;焊接技术;性能特点
不锈钢是一种新型工业材料,工业当中以组织状态作为划分标准将不锈钢划分为马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体(双相)不锈钢以及沉淀硬化不锈钢;而以成分作为划分标准又可将不锈钢分为铬不锈钢、铬镍不锈钢以及铬锰氮不锈钢等一些种类。正是由于不锈钢具有特殊的化学元素结构,所以它据哟强烈的抗腐蚀性,这也是它逐渐取代了传统普通钢材的重要原因。不锈钢焊接技术是伴随不锈钢在工业生产当中应运而生的。按照不同的划分标准,焊接技术也分为很多种,目前,国内普遍使用的焊接技术是手工焊接、MIG/MAG焊接(一种自动气体保护电弧焊接的方法,在使用MIG/MAG焊接技术时,电弧在保护气体的屏蔽下,在电流载体金属丝和工件之间进行烧接,机器送入的金属丝作为焊条,在自身电弧下进行融化。)和TIG焊接(又称为惰性气体钨极保护焊,它是厚度在0.5~4.0mm之间的不锈钢进行焊接时最常用的焊接技术。)不锈钢焊接具有自身的一些特点、性能,而在不锈钢的焊接过程中也会存在一些常见的问题。
一、不锈钢焊接的性能特点
不同种类的不锈钢在焊接时的性能特点也不同,前面以不同的标准将不锈钢进行了分类,下面就以奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和铁素体不锈钢来研究分析不锈钢焊接的性能特点。
(一)奥氏体不锈钢。当奥氏体不锈钢当中含金属铬量在18%左右,金属镍含量8?10%时,便会形成稳定的奥氏体组织,这样的组织结构最有利于形成焊接的最佳条件。因而奥氏体不锈钢焊接性良好。此外奥氏体不锈钢也具有良好的地塑性和高温性能和耐腐蚀性能。
(二)马氏体不锈钢。由于马氏体不锈钢含碳量较高的原因,因而马氏体不锈钢的强度、硬度和耐磨性较高,但耐蚀性、塑性和可焊性较差。
(三)铁素体不锈钢。铁素体不锈钢的含铬量在12%~30%之间。因而其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高,耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。铁素体不锈钢因为含铬量高,耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好,但机械性能与工艺性能较差,多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。
二、不锈钢焊接的方法
不锈钢常见的有手工焊接、MIG/MAG焊接和TIG焊接,下面就以手工焊接和MIG/MAG焊接做一个分析说明。
(一)手工焊接。在不锈钢焊接技术当中,手工焊接是使用最简单和最普遍的焊接方法,绝大部分的材料都可以可以用手工进行焊接。它的操作原理是通过手工来调节电弧的长度,也是通过手工来控制于电焊条和工件之间缝隙的间隔大小。手工焊接的方法十分简单,特别是很多对于室外作业,它有很强的适用性,即使在特殊的工作环境下也能使用。具体的焊接步骤有以下几个方面:第一,焊接前准备。在准备的时候,首先要清洁被焊接元器件的灰尘和油污等不干净物质,然后将被焊元器件周围的元器件左右活动活动,这样做的目的是让电烙铁头可以接触到被焊元器件的焊锡处,从而避免烙铁头伸向焊接处时不慎对其他的元气造成损害。第二,焊接时加热。将沾有少许焊锡和松香的电烙铁头接触被焊元器件约几秒钟的时间。如果需要对印刷板上面的元器件进行拆卸,则要等到烙铁头加热后,用手或者镊子轻轻拉动元器件,试看能否将元器件顺利取下。第三,焊接面清理。若所焊部位焊锡过多,可将烙铁头上的焊锡甩掉(这个过程要注意安全),用光烙锡头“沾”一些些多余的焊锡出来。若焊点焊锡过少、看起来不圆滑时,可以用电烙铁头蘸些焊锡对焊点进行二次焊接。第四,焊接后检查。检查主要是看看焊点是否光亮、圆润、牢固,是否有连焊的现象,如果存在问题要及时解决。
(二)MIG/MAG焊接。第一,焊前准备。在焊接前,要对喷嘴,导电嘴进行清理。同时调整气体流量的大小,使其达到标准,另外要打底层的表面进行清理。另外要特别注意,由于填充、盖面层用气体保护焊,焊丝伸出长度的长短对焊接过程的稳定性影响较大。焊丝伸出长度和焊丝电阻成正比关系,也即焊丝伸出长度越长,焊丝电阻值增大,焊丝过热而成段熔化,结果焊接过程不稳定,金属飞溅严重,焊缝成形不良,不利于不熔池的保护;反之,焊丝伸出长度过短,则焊接电流增大,喷嘴与工件的距离缩短,同时若焊丝伸出长度过短,还会使喷嘴过热,造成飞溅物粘住或堵塞喷嘴,从而影响气体流量。第二,焊接。在焊接时,焊枪的角度要跟管子轴线垂直,因为管子是圆的,所以焊枪角度要随时变化,这样才能保证焊缝质量,避免焊缝产生气孔、夹渣等不良现象。焊接时采用小月牙形摆动,两侧稍作停留稳弧,中间速度稍快,这样可以避免焊出的焊缝凸起、不平整;上下接头都要越过中心线5到10mm,后半圈填充、盖面仰焊接头时,可以把前半圈引弧焊接位置磨一个缓坡,使后半圈接头时不致于产生缺陷;填充时,要防止坡口边缘不要被电弧擦伤。盖面时,需要在坡口边缘稍作停顿,以保证熔池与坡口更好地熔合,焊接过程中,焊枪的摆动幅度和频率要相协调,从而保证盖面层焊缝表面尺寸和边缘整齐的熔合。
三、不锈钢焊接的常见问题
(一)焊缝不合格。焊缝不合格是因焊接工艺参数选择不当,或操作技术不熟练,导致焊缝高低宽窄不一,焊缝成形不良,背面焊缝下凹。造成焊缝减弱过多,使焊缝强度不够。
(二)未焊透或被烧穿。未焊透是主要有以下原因,一是电流过小,二是操作技术不熟练,焊接速度太快,对接间隙小,三是电弧过长或电弧未对准焊缝等,如果导致焊丝与基体金属未熔合在一起或焊接金属中局部未熔合的时候,该部位应及时进行补焊。烧穿的原因是因焊接电流过大,熔池温度过高,焊丝加入不及时,带钢对接间隙过大,焊接速度过慢等,导致焊缝上出现单个或连续的穿孔。使焊缝强度减弱,从而被烧穿。
(三)裂纹和气孔。裂纹的出现频率很高,一般裂纹分为热裂纹和冷裂纹两种。由于液体金属在凝固过程中或略低于固相线温度下,产生沿晶间边界的、断口上就会形成具有氧化色的热裂纹。在固态时发生相变,或有扩散氢存在,以及冷却时在过大的焊接收缩应力作用下,就会生成的具有穿晶性质的、断口发亮、没有氧化色的冷裂纹。如果在使用焊丝时不合乎标准,焊接时高温停留时间过长,造成氧化、过热和晶粒度过度长大,材料本身杂质较多,或材料本身易淬硬时均易产生裂纹。而在焊件、焊丝表面有油污、氧化皮、铁锈等情况,或在潮湿环境中进行焊接,或者氩气纯度低,或氩气保护气不佳以及熔池高温氧化、飞溅等情况下都容易产生气孔。
结束语
不锈钢焊接技术对于不锈钢的使用具有重要作用和意义。它的实际操作性要求操作人员要详细了解不同种类的不锈钢的特性,此外,也要熟练掌握不锈钢焊接技术的具体方法,从而科学安全高效的完成焊接任务。
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