探究不銹鋼焊接技術(shù)

惠亞虎

摘 要：不銹鋼是指在大氣、水蒸汽、淡水等弱腐蝕介質(zhì)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(jiǎn)稱。普通不銹鋼一般不耐化學(xué)介質(zhì)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(yōu)異的耐蝕性、成型性、相容性以及在很寬溫度范圍內(nèi)的強(qiáng)韌性等系列特點(diǎn)，所以在重工業(yè)、輕工業(yè)、生活用品行業(yè)以及建筑裝飾等行業(yè)中獲取得廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：特點(diǎn);工藝要點(diǎn);注意事項(xiàng)

1各類不銹鋼的焊接特點(diǎn)

（1）馬氏體?？珊感暂^差，焊接時(shí)有強(qiáng)烈的淬火傾向，經(jīng)焊接加熱后在空氣中冷卻就能導(dǎo)致淬火，使焊縫和熱影響區(qū)形成堅(jiān)硬的馬氏體組織，因溫差引起的熱應(yīng)力和奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織的相變應(yīng)力的綜合作用，導(dǎo)致焊后殘余應(yīng)力較大。含碳量愈高，其淬硬性就愈大。還存在由于擴(kuò)散氫的作用而引起的滯后裂紋。因此，焊接薄板時(shí)采用較小的電源，盡可能快的焊速，應(yīng)使焊道狹窄，熔池體積減小，以免金屬過熱;厚板焊前應(yīng)進(jìn)行預(yù)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(chǎn)生。

（2）鐵素體。易在焊合線附近熱影響區(qū)產(chǎn)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(shí)，會(huì)出現(xiàn)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(zhǎng)大，縮短高溫停留時(shí)間，防止過熱;對(duì)高鉻不銹鋼焊前應(yīng)預(yù)熱，使其在韌性溫度范圍內(nèi)焊接，但預(yù)熱溫度不應(yīng)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(diǎn)雜質(zhì)物，冷卻時(shí)在焊接收縮應(yīng)力的作用下易產(chǎn)生熱應(yīng)力，從而產(chǎn)生熱裂紋;在550～850℃長(zhǎng)時(shí)間加熱時(shí)，焊接熱影響區(qū)的晶界上析出鉻的碳化物，造成貧鉻區(qū)，因而熱影響區(qū)易發(fā)生晶間腐蝕;由于線膨脹系數(shù)較大，導(dǎo)熱性較差，而產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)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(shí)間，減小熔池面積，避免焊縫、近縫區(qū)的晶粒過渡長(zhǎng)大;控制輸入的焊接熱量，采用能量集中的焊接方法，加強(qiáng)冷卻，縮短經(jīng)過危險(xiǎn)溫度區(qū)域的冷卻時(shí)間;焊后進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理和固溶處理，使焊接時(shí)析出的鉻的碳化物重新固溶到奧氏體中，或進(jìn)行穩(wěn)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(chǎn)生貧鉻區(qū)，提高抗晶間腐蝕的能力。

2不銹鋼焊接工藝要點(diǎn)

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(hù)焊（MIG/MAG）和鎢極惰性氣體保護(hù)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(zhǎng)度靠人的手進(jìn)行調(diào)節(jié)，它決定于電焊條和工件之間縫隙的大小。同時(shí)，當(dāng)作為電弧載體時(shí)，電焊條也是焊縫填充材料。

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

（2）MIG/MAG焊接：

這是一種自動(dòng)氣體保護(hù)電弧焊接方法。在這種方法中，電弧在保護(hù)氣體屏蔽下在電流載體金屬絲和工件之間穩(wěn)定發(fā)熱，機(jī)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(yōu)點(diǎn)，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(chǎn)和修復(fù)的焊接方法。當(dāng)焊接鋼時(shí)，MAG可以滿足只有0.6mm厚的薄規(guī)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(chǎn)生，一般使用的保護(hù)氣體是純氬氣，送入的焊絲不帶電，既可以手送，也可以機(jī)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(shí)，鎢電焊絲設(shè)定為負(fù)極，因?yàn)樗泻苌畹暮竿改芰Γ瑢?duì)于不同種類的鋼是很合適的，但對(duì)焊縫熔池沒有任何“清潔作用”。

TIG焊接法的主要優(yōu)點(diǎn)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(zhì)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(xiàng)：

（1）電弧的長(zhǎng)度

電弧的長(zhǎng)度與焊條涂料種類和藥皮厚度有關(guān)系。但都應(yīng)盡可能采取短弧，特別是低氫焊條。電弧長(zhǎng)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(zhì)而影響焊縫質(zhì)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(jié)構(gòu)開頭等條件有其相應(yīng)變化，不能作出標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)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(nèi)的各種雜質(zhì)和氣體有充分浮出時(shí)間，避免形成焊縫的夾渣和氣孔。

（3）焊絲選用的要點(diǎn)

焊絲的選擇要根據(jù)被焊鋼材種類、焊接部件的質(zhì)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(jù)被焊結(jié)構(gòu)的鋼種選擇焊絲 對(duì)于碳鋼及低合金高強(qiáng)鋼，主要是按“等強(qiáng)匹配”的原則，選擇滿足力學(xué)性能要求的焊絲。對(duì)于耐熱鋼和耐候鋼，主要是側(cè)重考慮焊縫金屬與母材化學(xué)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(jù)被焊部件的質(zhì)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(hù)氣體混合比等工藝條件有關(guān)，要在確保焊接接頭性能的前提下，選擇達(dá)到最大焊接效率及降低焊接成本的焊接材料。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)焊接位置 對(duì)應(yīng)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(chǎn)廠的產(chǎn)品介紹資料及使用經(jīng)驗(yàn)，選擇適合于焊接位置及使用電流的焊絲牌號(hào)。焊接工藝性能包括電弧穩(wěn)定性、飛濺顆粒大小及數(shù)量、脫渣性、焊縫外觀與形狀等?？傊?，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不銹鋼品種和數(shù)量的增加，以及新的焊接設(shè)備的更新，不斷探索不銹鋼的焊接技術(shù)也是急需解決的問題。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)。焊接手冊(cè)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社。2001：812.

[2] 沈惠塘.坪接技術(shù)與高招.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 .

[3] 龔國(guó)尚，嚴(yán)紹華.坪工實(shí)用手冊(cè)[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)出版社1993.