探究不銹鋼焊接技術

惠亞虎

摘 要：不銹鋼是指在大氣、水蒸汽、淡水等弱腐蝕介質中耐腐蝕或具有不銹性的鋼種稱為不銹鋼;是不銹耐酸鋼的簡稱。普通不銹鋼一般不耐化學介質腐蝕，而耐酸鋼則一般均具有不銹性。不銹鋼的分類方法很多，不銹鋼材具有優異的耐蝕性、成型性、相容性以及在很寬溫度范圍內的強韌性等系列特點，所以在重工業、輕工業、生活用品行業以及建筑裝飾等行業中獲取得廣泛的應用。

關鍵詞：特點;工藝要點;注意事項

1各類不銹鋼的焊接特點

（1）馬氏體。可焊性較差，焊接時有強烈的淬火傾向，經焊接加熱后在空氣中冷卻就能導致淬火，使焊縫和熱影響區形成堅硬的馬氏體組織，因溫差引起的熱應力和奧氏體轉變為馬氏體組織的相變應力的綜合作用，導致焊后殘余應力較大。含碳量愈高，其淬硬性就愈大。還存在由于擴散氫的作用而引起的滯后裂紋。因此，焊接薄板時采用較小的電源，盡可能快的焊速，應使焊道狹窄，熔池體積減小，以免金屬過熱;厚板焊前應進行預熱（200～400 ℃），焊后高溫回火或退火，隨后緩冷;焊絲、坡口、氬氣要清潔、干燥，以消除氫的產生。

（2）鐵素體。易在焊合線附近熱影響區產生粗晶，使常溫塑性、韌性降低而引起脆化;高鉻（≥16%Cr）不銹鋼焊后在600～400℃階段緩慢冷卻時，會出現475℃脆化，造成韌性惡化。因此，采用小電流、快焊速、窄焊道、加快焊縫冷卻的方法，以盡量避免晶粒長大，縮短高溫停留時間，防止過熱;對高鉻不銹鋼焊前應預熱，使其在韌性溫度范圍內焊接，但預熱溫度不應超過150℃，以免焊后冷卻緩慢，增加475℃脆性。

（3）奧氏體。由于在奧氏體晶界上有低熔點雜質物，冷卻時在焊接收縮應力的作用下易產生熱應力，從而產生熱裂紋;在550～850℃長時間加熱時，焊接熱影響區的晶界上析出鉻的碳化物，造成貧鉻區，因而熱影響區易發生晶間腐蝕;由于線膨脹系數較大，導熱性較差，而產生較大的焊接應力和變形，易造成熱裂紋。因此，避免焊縫過熱，選用較小的焊接電流、較快的焊速，縮短高溫停留時間，減小熔池面積，避免焊縫、近縫區的晶粒過渡長大;控制輸入的焊接熱量，采用能量集中的焊接方法，加強冷卻，縮短經過危險溫度區域的冷卻時間;焊后進行消除應力熱處理和固溶處理，使焊接時析出的鉻的碳化物重新固溶到奧氏體中，或進行穩定化處理;選用超低碳奧氏體焊絲（w（C）≤0.04%）焊接，防止晶粒邊界產生貧鉻區，提高抗晶間腐蝕的能力。

2不銹鋼焊接工藝要點

不銹鋼最常用的焊接方法是手工焊（MMA），其次是金屬極氣體保護焊（MIG/MAG）和鎢極惰性氣體保護焊（TIG）。

（1）手工焊（MMA）：

手工焊是一種非常普遍的、易于使用的焊接方法。電弧的長度靠人的手進行調節，它決定于電焊條和工件之間縫隙的大小。同時，當作為電弧載體時，電焊條也是焊縫填充材料。

這種焊接方法很簡單，可以用來焊接幾乎所有材料。對于室外使用，它有很好的適應性，即使在水下使用也沒問題。在電極焊中，電弧長度決定于人的手：當你改變電極與工件的縫隙時，你也改變了電弧的長度.在大多數情況下，焊接采用直流電，電極既作為電弧載體，同時也作為焊縫填充材料。

（2）MIG/MAG焊接：

這是一種自動氣體保護電弧焊接方法。在這種方法中，電弧在保護氣體屏蔽下在電流載體金屬絲和工件之間穩定發熱，機器送入的金屬絲作為焊條，在自身電弧下融化。由于MIG/MAG焊接法的通用性和特殊性的優點，至今她仍然是世界上最為廣泛的焊接方法，適用于鋼、非合金鋼、低合金鋼和高合金為基的材料。這使得它成為理想的生產和修復的焊接方法。當焊接鋼時，MAG可以滿足只有0.6mm厚的薄規格鋼板的要求。

（3）TIG焊接：

電弧在難熔的鎢電焊絲和工件之間產生，一般使用的保護氣體是純氬氣，送入的焊絲不帶電，既可以手送，也可以機械送，還有一些特定用途則不需要送入焊絲。被焊接的材料決定了是采用直流電還是交流電：采用直流電時，鎢電焊絲設定為負極，因為它有很深的焊透能力，對于不同種類的鋼是很合適的，但對焊縫熔池沒有任何“清潔作用”。

TIG焊接法的主要優點是可以焊接大材料范圍廣，包括厚度在0.6mm及其以上的工件，材質包括合金鋼、鋁、鎂、銅及其合金、灰口鑄鐵、普通干、各種青銅、鎳、銀、鈦和鉛。

3注意事項：

（1）電弧的長度

電弧的長度與焊條涂料種類和藥皮厚度有關系。但都應盡可能采取短弧，特別是低氫焊條。電弧長可能造成氣孔。短弧可避免大氣中的O2、N2等有害氣體侵入焊縫金屬，形成氧化物等不良雜質而影響焊縫質量。

（2）焊接速度

適宜的焊接速度是以焊條直徑、涂料類型、焊接電流、被焊接物的熱容量、結構開頭等條件有其相應變化，不能作出標準的規定。保持適宜的焊接速度，熔渣能很好的覆蓋著熔潭。使熔潭內的各種雜質和氣體有充分浮出時間，避免形成焊縫的夾渣和氣孔。

（3）焊絲選用的要點

焊絲的選擇要根據被焊鋼材種類、焊接部件的質量要求、焊接施工條件（板厚、坡口形狀、焊接位置、焊接條件、焊后熱處理及焊接操作等待）、成本等綜合考慮。

（4）焊絲選用要考慮的順序如下：

根據被焊結構的鋼種選擇焊絲 對于碳鋼及低合金高強鋼，主要是按“等強匹配”的原則，選擇滿足力學性能要求的焊絲。對于耐熱鋼和耐候鋼，主要是側重考慮焊縫金屬與母材化學成分的一致相似，以滿足耐熱性和耐腐蝕性等方面的要求。

根據被焊部件的質量要求（特別是沖擊韌性）選擇焊絲 與焊接條件、坡口形狀、保護氣體混合比等工藝條件有關，要在確保焊接接頭性能的前提下，選擇達到最大焊接效率及降低焊接成本的焊接材料。

根據現場焊接位置 對應于被焊工件的板厚選擇所使用的焊絲直徑，確定所使用的電流值，參考各生產廠的產品介紹資料及使用經驗，選擇適合于焊接位置及使用電流的焊絲牌號。焊接工藝性能包括電弧穩定性、飛濺顆粒大小及數量、脫渣性、焊縫外觀與形狀等?？傊?，隨著科學技術的發展，不銹鋼品種和數量的增加，以及新的焊接設備的更新，不斷探索不銹鋼的焊接技術也是急需解決的問題。

參考文獻

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