奧氏體不銹鋼的焊接性良好,焊接時(shí)一般不需要采取特殊的工藝措施。但是,如果焊條選擇不當(dāng),會產(chǎn)生一些焊接缺陷?! ?br />
例如,選用碳鋼焊條焊接不銹鋼,會使不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕,受到晶間腐蝕的不銹鋼會失去抗腐蝕的能力,而且會在應(yīng)力作用下沿晶界斷裂,強(qiáng)度幾乎完全喪失,是奧氏體不銹鋼危險(xiǎn)的一種破壞形式。
常見型號及用途
E4303:是常用的碳鋼焊條之一,藥皮類型為鈦鈣型,交直流兩用,適用于焊接較薄的低碳鋼構(gòu)件以及強(qiáng)度要求不高的碳鋼結(jié)構(gòu),如一般的建筑結(jié)構(gòu)、管道安裝等。
E5015:屬于低氫鈉型藥皮焊條,采用直流反接。其焊縫金屬具有較高的強(qiáng)度和抗裂性能,常用于焊接中碳鋼和強(qiáng)度級別較高的低碳鋼構(gòu)件,如壓力容器、橋梁等對焊接質(zhì)量要求較高的結(jié)構(gòu)。
E5016:低氫鉀型藥皮焊條,交直流兩用。它在焊接工藝性能上比 E5015 更具優(yōu)勢,適用于焊接各種碳鋼結(jié)構(gòu),特別是在一些對焊接效率和操作便利性有要求的場合,如野外施工等。
操作方法
焊前準(zhǔn)備:檢查焊條的型號和規(guī)格是否符合焊接要求,焊條應(yīng)無破損、變質(zhì)等情況。對于受潮的焊條,需按照規(guī)定的溫度和時(shí)間進(jìn)行烘干,一般酸性焊條在 75 - 150℃烘干 1 - 2 小時(shí),堿性焊條在 350 - 400℃烘干 1 - 2 小時(shí),并放在保溫箱內(nèi)隨用隨取。同時(shí),清理焊件表面的油污、鐵銹、水分等雜質(zhì),確保焊件表面清潔。
焊接參數(shù)選擇:根據(jù)焊件的厚度、焊接位置、焊條直徑等因素選擇合適的焊接電流。一般來說,焊條直徑越大,焊接電流越大;平焊位置可采用較大的電流,立焊、橫焊和仰焊位置則應(yīng)適當(dāng)減小電流。例如,使用直徑 3.2mm 的焊條焊接平焊位置的低碳鋼焊件時(shí),焊接電流可選擇 100 - 130A;而在立焊位置時(shí),電流宜調(diào)整為 80 - 100A。焊接電壓一般在 20 - 25V 之間,焊接速度要適中,以焊縫的熔合良好和成型美觀。
焊接操作:采用合適的引弧方法,如劃擦法或直擊法引弧,引弧位置應(yīng)在焊件的坡口內(nèi)或引弧板上。焊接過程中,保持焊條與焊件表面的角度合適,一般為 70° - 80°,并根據(jù)焊縫的形狀和尺寸選擇合適的運(yùn)條方法,如直線形、鋸齒形、月牙形等。運(yùn)條速度要均勻,避免忽快忽慢,以焊縫的寬度和高度一致。收弧時(shí),要填滿弧坑,防止產(chǎn)生弧坑裂紋,可采用劃圈收弧法或回焊收弧法。
焊接工藝因素
焊接電流:焊接電流過大,會使焊條熔化過快,焊縫熔深過大,容易產(chǎn)生咬邊、燒穿等缺陷,同時(shí)還會導(dǎo)致焊縫金屬過熱,晶粒粗大,降低焊縫的力學(xué)性能;電流過小,焊條熔化不均勻,電弧不穩(wěn)定,容易產(chǎn)生未焊透、夾渣等缺陷。
焊接電壓:焊接電壓過高,電弧長度增加,熱量分散,會使焊縫寬度增加,熔深減小,還可能導(dǎo)致焊縫表面粗糙,成型不好;電壓過低,電弧太短,容易造成焊條與焊件粘連,影響焊接過程的順利進(jìn)行。
焊接速度:焊接速度過快,焊縫冷卻速度也快,容易產(chǎn)生淬硬組織,增加裂紋傾向,同時(shí)可能導(dǎo)致焊縫熔寬和熔深不足,出現(xiàn)未熔合等缺陷;速度過慢,會使焊縫過熱,晶粒粗大,焊接效率低下,且可能造成焊縫金屬堆積過高,成型不美觀。
運(yùn)條方法:不同的運(yùn)條方法會影響焊縫的形狀、尺寸和質(zhì)量。例如,直線形運(yùn)條法適用于焊接較薄的焊件或窄焊縫,能獲得較窄的焊縫;鋸齒形和月牙形運(yùn)條法能使焊縫得到較好的保護(hù),且焊縫成型美觀,但操作不當(dāng)可能導(dǎo)致焊縫兩側(cè)熔合不良。
焊接過程控制
選擇合理焊接參數(shù):根據(jù)焊件的厚度、焊接位置和焊條直徑等因素,選擇合適的焊接電流、電壓和焊接速度。焊接電流不宜過大,否則會導(dǎo)致焊縫過熱,晶粒粗大,增加裂紋傾向;焊接速度不宜過快,以免焊縫冷卻速度過快產(chǎn)生裂紋。例如,使用直徑 3.2mm 的焊條焊接時(shí),平焊位置的焊接電流一般為 100 - 130A,焊接電壓為 20 - 25V,焊接速度控制在 30 - 50cm/min。
采用正確運(yùn)條方法:根據(jù)焊縫的形狀和尺寸,選擇合適的運(yùn)條方法,如直線形、鋸齒形、月牙形等。運(yùn)條過程中要保持均勻的速度和穩(wěn)定的電弧長度,避免出現(xiàn)斷弧、收弧過快等情況,焊縫金屬的良好熔合和成型。
控制層間溫度:多層多道焊時(shí),要控制好層間溫度,使其不低于預(yù)熱溫度且不規(guī)定的上限溫度。例如,對于一般碳鋼焊件,層間溫度宜控制在 150 - 250℃之間,防止層間溫度過高導(dǎo)致焊縫組織過熱,或過低使焊接應(yīng)力增大。
高濕度環(huán)境(相對濕度 60%)
氣孔數(shù)量增加:高濕度環(huán)境下,空氣中含有大量水分,在焊接電弧的高溫作用下,水分會分解成氫氣和氧氣進(jìn)入熔池。氫氣在熔池冷卻過程中來不及逸出,就會在焊縫中形成氣孔,降低焊縫的致密性和強(qiáng)度。
裂紋傾向增大:氫是引起碳鋼焊接冷裂紋的重要因素之一。高濕度環(huán)境使焊縫中的氫含量增加,氫原子在焊縫金屬中擴(kuò)散聚集,當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定程度時(shí),就容易引發(fā)裂紋,特別是在焊接高強(qiáng)度碳鋼或厚板時(shí),這種裂紋傾向更為明顯。
力學(xué)性能下降:由于氣孔和裂紋等缺陷的存在,以及氫對焊縫金屬組織的影響,會導(dǎo)致焊縫的力學(xué)性能下降,如強(qiáng)度、韌性和塑性等指標(biāo)可能達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
電弧穩(wěn)定性變差:過多的水分會使焊條藥皮中的成分發(fā)生變化,影響藥皮的保護(hù)效果和穩(wěn)弧性能,導(dǎo)致電弧燃燒不穩(wěn)定,焊接過程中容易出現(xiàn)斷弧、飛濺等現(xiàn)象,影響焊縫的成型質(zhì)量和焊接效率。
當(dāng)相對濕度超過 90% 時(shí),一般不建議進(jìn)行焊接作業(yè),否則需采取嚴(yán)格的除濕措施,如對焊件和焊條進(jìn)行烘干、使用除濕設(shè)備降低環(huán)境濕度等,以焊接質(zhì)量。