發(fā)布時(shí)間：2019-01-17所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：近些年來，抗腐蝕作用較強(qiáng)的不銹鋼已成為客車制造及檢修中主流原材料。不銹鋼由于所含合金元素多，線膨脹系數(shù)較高，熱導(dǎo)率較低，焊接時(shí)熱裂紋敏感性大，焊接過程中常產(chǎn)生如晶間腐蝕、熱裂紋等缺陷。缺陷產(chǎn)生的原因和防治的方法成為生產(chǎn)中質(zhì)量控制的關(guān)
摘要：近些年來，抗腐蝕作用較強(qiáng)的不銹鋼已成為客車制造及檢修中主流原材料。不銹鋼由于所含合金元素多，線膨脹系數(shù)較高，熱導(dǎo)率較低，焊接時(shí)熱裂紋敏感性大，焊接過程中常產(chǎn)生如晶間腐蝕、熱裂紋等缺陷。缺陷產(chǎn)生的原因和防治的方法成為生產(chǎn)中質(zhì)量控制的關(guān)鍵。不銹鋼焊接過程中，合理的焊接工藝是非常重要的，必須考慮備料、裝配、焊接各環(huán)節(jié)對(duì)接頭質(zhì)量可能帶來的影響。不銹鋼焊接的工藝內(nèi)容，包括焊接方法與焊接材料的選擇、焊前準(zhǔn)備、焊接參數(shù)的確定及焊后處理等。
關(guān)鍵詞：不銹鋼,焊接工藝,缺陷
一、不銹鋼焊接常見的缺陷
不銹鋼中以奧氏體不銹鋼最為常見，奧氏體不銹鋼的塑性和韌性很好，具有良好的焊接性，焊接時(shí)一般不需要采用特殊的工藝措施。如果焊接材料選用不當(dāng)或者焊接工藝不合理時(shí)，會(huì)使焊接接頭產(chǎn)生如下問題。
1.晶間腐蝕
受到晶間腐蝕的不銹鋼，從表面上看來沒有痕跡，但是受到應(yīng)力時(shí)即會(huì)沿晶界斷裂，幾乎完全喪失強(qiáng)度。奧氏體不銹鋼在焊接不當(dāng)時(shí)，會(huì)在焊縫和熱影響區(qū)造成晶間腐蝕，有時(shí)在焊縫和基本金屬的熔合線附近發(fā)生如刀刃狀的晶間腐蝕，稱為刃狀腐蝕。這是由于境界附近的鉻與碳結(jié)合形成晶間貧鉻區(qū)，貧鉻區(qū)金屬失去抗腐蝕能力而形成的。影響晶間腐蝕的因素包括加熱溫度和加熱時(shí)間、鋼中含碳量的多少和金相組織的影響。在焊接奧氏體不銹鋼時(shí)，可采用控制含碳量、添加穩(wěn)定劑、進(jìn)行固溶處理和加快冷卻速度等方式防止晶間腐蝕。
2.應(yīng)力腐蝕
不銹鋼在內(nèi)應(yīng)力或外應(yīng)力作用下，在腐蝕介質(zhì)中發(fā)生的破壞。
3.焊接熱裂紋
是奧氏體不銹鋼焊接時(shí)比較容易產(chǎn)生的一種缺陷，包括焊縫的縱向和橫向裂紋、火口裂紋、打底焊的根部裂紋和多層焊的層間裂紋等，特別是含鎳量較高的奧氏體不銹鋼更易產(chǎn)生。奧氏體不銹鋼產(chǎn)生熱裂紋的傾向要比低碳鋼大得多，主要原因是：○1奧氏體不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)大約是低碳鋼的一半，而線膨脹系數(shù)卻大得多，所以焊后在接頭中會(huì)產(chǎn)生較大的焊接內(nèi)應(yīng)力�！�2奧氏體不銹鋼中的成分如碳、硫、磷、鎳等會(huì)在熔池中形成低熔點(diǎn)共晶;○3奧氏體不銹鋼的液、固相線的距離較大，共晶時(shí)間較長，且奧氏體結(jié)晶的枝晶方向性強(qiáng)，所以雜志偏析現(xiàn)象比較嚴(yán)重。
焊接熱裂紋的防止措施包括：○1雙相組織的焊縫比單相奧氏體組織的焊縫具有較高的抗熱裂紋能力�！�2在焊接工藝上，采用堿性焊條，用小電流、快速焊、收弧時(shí)盡量填滿弧坑以及采用氬弧焊打底等。4.焊接接頭的脆化奧氏體不銹鋼的焊縫在高溫(375-875度)加熱一段時(shí)間以后，常會(huì)出現(xiàn)沖擊韌性下降的現(xiàn)象，稱為脆化。
二、奧氏體不銹鋼的焊接
奧氏體不銹鋼焊接的工藝內(nèi)容，包括焊接方法與焊接材料的選擇、焊前準(zhǔn)備、焊接參數(shù)的確定及焊后處理等。奧氏體不銹鋼所含合金元素多，線膨脹系數(shù)較高，熱導(dǎo)率較低，焊接時(shí)熱裂紋敏感性大，容易產(chǎn)生晶間腐蝕等腐蝕現(xiàn)象。焊接時(shí)盡量選用與母材成分相近的低碳型焊材，采用小規(guī)范焊接。由于奧氏體不銹鋼韌性、塑性好，一般不需要焊前預(yù)熱。
1.焊接方法的選擇
奧氏體不銹鋼具有較好的焊接性，可以采用焊條電弧焊、埋弧焊、惰性氣體保護(hù)焊和等離子弧焊等焊接方法，并且焊接接頭具有相當(dāng)好的韌性和塑性。對(duì)于不銹鋼焊工而言，主要接觸焊條電弧焊和惰性氣體保護(hù)焊(TIG、MIG)。
2.焊接材料的選擇
奧氏體不銹鋼焊接材料的選擇，應(yīng)使焊縫金屬的合金成分與母材成分基本相同，并盡量降低焊縫金屬中的C、S、P等雜質(zhì)的含量。
3.焊前準(zhǔn)備
○1下料方法的選擇奧氏體不銹鋼中有較高的鉻，用一般的氧-乙炔切割有困難，可用機(jī)械切割、等離子弧焊切割及碳弧氣刨等方法進(jìn)行下料坡口加工�！�2坡口的準(zhǔn)備奧氏體不銹鋼的線膨脹系數(shù)會(huì)加劇接頭的變形，應(yīng)適當(dāng)減小V形坡口的角度。當(dāng)板厚大于10mm時(shí)，應(yīng)盡量選用焊縫截面較小的U形坡口�！�3焊前清理為了保證焊接質(zhì)量，焊前應(yīng)將坡口兩側(cè)20~30mm范圍內(nèi)的焊件表面清理干凈，如有油污，可用丙酮或酒精等擦拭�！�4表面防護(hù)在搬運(yùn)、坡口制備、裝配及定位焊過程中，應(yīng)盡量損傷剛才表面。比如不允許用利器劃傷鋼板表面，不允許隨意到處引弧等。
4.焊接工藝
焊接奧氏體不銹鋼時(shí)，應(yīng)控制焊接熱輸入量和層間溫度，以防止熱影響區(qū)晶粒長大及碳化物析出。下面分別對(duì)手工電弧焊和氬弧焊焊接參數(shù)加以說明。
○1焊條電弧焊奧氏體不銹鋼技師選用酸性焊條，最好也采用直流反接，焊件是負(fù)極，溫度低、受熱少，而且直流電源穩(wěn)定，有利于保證焊縫質(zhì)量。焊接過程中，焊條最好不進(jìn)行橫向擺動(dòng)。采用小電流、快速焊、不擺動(dòng)，一次焊成的焊縫不宜過寬，最好不超過焊條直徑的3倍。
多層焊時(shí)，每焊完一層要徹底清除熔渣，并控制層間溫度，等到前層焊縫冷卻倒60度以下后在焊接下一層。由于奧氏體不銹鋼的電阻較大，焊接時(shí)產(chǎn)生的電阻熱較大，所以同樣直徑的焊條焊接電流值應(yīng)比低碳鋼焊條降低20%左右，不然在焊接時(shí)會(huì)由于藥皮的迅速發(fā)紅失去保護(hù)而無法焊接。
2氬弧焊
氬弧焊目前已普遍用于不銹鋼的焊接，它與手工電弧焊比較有下列優(yōu)點(diǎn)：氬氣保護(hù)效果好;氬弧溫度高，熱量集中，氬氣流有冷卻作用，焊縫熱影響區(qū)小;焊縫強(qiáng)度高，耐腐蝕性好，焊縫變形小，因此焊縫的質(zhì)量比手工電弧焊高。此外，氬弧焊在焊接時(shí)無熔渣，不需清渣，焊后無夾渣缺陷，氬弧焊生產(chǎn)率高，易于自動(dòng)化。
目前氬弧焊應(yīng)用較廣的是手工鎢極氬弧焊(TIG)，用于焊接0.5~3mm薄板的焊接。焊接時(shí)速度應(yīng)適當(dāng)?shù)乜煨�，這樣可以減少焊件變形和焊縫中的氣孔，但過快會(huì)造成焊縫的不均勻和未焊透等缺陷。焊接時(shí)應(yīng)盡量避免擺動(dòng)。鎢極氬弧焊一般采用直流正接，這樣可以防止因電極過熱而造成焊縫中的滲鎢現(xiàn)象。
對(duì)于厚度大于3mm的不銹鋼，可采用熔化極氬弧焊(MIG)。熔化極氬弧焊的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率高，焊縫的熱影響區(qū)小，焊件的變形小和耐腐蝕性好，并易于自動(dòng)化。熔化極氬弧焊一般采用直流反接法，為了獲得穩(wěn)定的噴射過渡形式，要求電流大于臨界電流值。
為增加奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性，焊后對(duì)其進(jìn)行表面處理，處理方法包括表面拋光、酸洗和鈍化處理等。奧氏體不銹鋼一般都具有耐蝕性要求，所以焊后除了要進(jìn)行一般焊接缺陷的檢驗(yàn)外，還要進(jìn)行耐蝕性實(shí)驗(yàn)。
三、結(jié)論
通過采取上述焊接方法，可使我公司在日后的不銹鋼焊接產(chǎn)品生產(chǎn)中創(chuàng)造了良好條件。
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相關(guān)期刊推薦：《焊接學(xué)報(bào)》(月刊)1980年創(chuàng)刊，是由中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)主辦、哈爾濱焊接研究所承辦的學(xué)術(shù)期刊。主要刊載焊接科技領(lǐng)域具有國際水平或國內(nèi)先進(jìn)水平的優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文。自創(chuàng)刊以來，刊期由最初的季刊發(fā)展為現(xiàn)在的月刊，成為在國內(nèi)外具有一定影響的一級(jí)學(xué)術(shù)刊物。
