不锈钢埋弧焊方案

0Cr18Ni9不锈钢埋弧焊焊接方案

毛辉

1 前言

SUS304的化学成分相当于与国产0Cr18Ni9，该钢种属于非稳定化奥氏体不锈钢。其焊接工艺性好，所有的熔焊方法基本都可以实现一定力学性能的接头连接。考虑到实际焊接中的焊接效率及焊接成本，本单位试采用埋弧焊代替现有的手工焊条焊。

0Cr18Ni9奥氏体不锈钢焊接性的主要问题在于：①焊缝区或者近焊缝区由于0Cr18Ni9含有一定量的S,P,Si等合金元素，这些元素容易形成低熔点共晶物；同时0Cr18Ni9的热导率小，热膨胀系数大，在焊缝冷却过程中焊接拉应力及拉应变较大，故容易形成热裂纹。

②焊接接头脆化。在钢中当ω（Cr）>16%都会有σ相。σ相是铬的共晶物，这种共晶物沿着奥氏体晶界析出，大大降低了焊接接头的韧性。同时热导率小，焊接接头高温停留时间长，导致晶粒长大严重，接头韧性下降。同时焊缝中铁素体的含量对焊接接头韧性也有影响。

③焊接接头腐蚀性能下降。由于σ相的析出导致贫铬区的出现，降低了母材的抗腐蚀能力。

④采用埋弧焊焊接工艺时，焊接参数范围较小，对于工件的组对铆焊，圆度要求较高。

2 0Cr18Ni9不锈钢埋弧焊焊接材料

在兼顾母材的力学性能和化学成分两方面因素选择H0Cr21Ni10焊丝。这主要有以下两方面原因：①H0Cr21Ni10焊丝的力学性能与母材相近属于等强匹配。②从化学成分上来看，铬含量高于母材的，

这就给接头因贫铬带来的腐蚀缺陷带来弥补；同时0Cr21Ni10焊丝具有一定的铁素体化能力。一定量的铁素体可以溶解σ相，限制奥氏体的长大，改善接头脆化。

参阅借鉴国内目前0Cr18Ni9不锈钢埋弧焊焊接的成功经验，选择J601焊剂。该种焊剂属于烧结碱性焊剂，氧化性弱，通过焊剂中合金元素的添加可以有效地防止氧化，改善接头性能。

3 焊接工艺参数

由0Cr18Ni9奥氏体不锈钢焊接性决定了，该钢种在采用埋弧焊时在保证焊接成型的前提下，尽可能采用较高的焊接速度，小的焊接热输入。从而减小焊接接头高温停留时间，抑制σ相晶界析出和晶粒的长大。同时在工件组对点焊时要保证待焊焊缝的质量。因此，在本次试验中采用Ø3..2焊丝，一方面可以降低焊接电流，减少母材的温度升高，其次可以使焊接速度保持在一个合理的范围内。

表1为拟定的焊接工艺参数。

表1 焊接工艺参数

4 试验材料

试板：0Cr18Ni9 一对规格500mm×200mm×10mm

焊接材料：焊丝H0Cr21Ni10，焊剂J601