铬镍奥氏体不锈钢的焊接工艺

【组织教学】

1、点名检查学生出勤情况；

2、强调课堂纪律。

【作业点评】

1、上次作业质量情况；

2、对出现问题较多的进行课堂纠正。

【复习提问】

1、什么是焊接? 有哪些种类?

2、不锈钢分为几种？

【相关工艺】

铬镍奥氏体不锈钢的焊接工艺

(1)手工电弧焊

1)焊前准备根据钢板厚度及接头形式，用机械加工、等离子弧切割或碳弧气刨等方法下料和加工坡口。对接接头板厚超过3㎜须开坡口。为了避免焊接时碳和杂质混入焊缝，焊前应将焊缝两侧20～30㎜范围用丙酮、汽油、乙醇等擦净，并涂白垩粉，以避免表面被飞溅金属损伤。

2)焊条的选用奥氏体不锈钢焊条有酸性焊条钛钙型药皮和碱性焊条低氢型药皮两大类。低氢型不锈钢焊条的抗热裂性较好，但成形不如钛钙型焊条，抗腐蚀性也较差。钛钙型不锈钢焊条具有良好的工艺性能，生产中用得较多。

焊接时，应根据不锈钢的使用条件选用不同型号的焊条。

3)焊接工艺由于奥氏体不锈钢的电阻较大，焊接时产生的电阻热也大，所以同样直径的焊条焊接电流值应比低碳钢焊条降低20％左右，否则，焊接时药皮将迅速发红失去保护而无法焊接。

焊接过程中，焊条最好不作横向摆动。采用小电流、快焊速。一次焊成的焊缝不宜过宽，最好不超过焊条直径的3倍。多层焊时，每焊完一层要彻底清除熔渣，并控制层间温度，待前层焊缝冷却后(<60℃)再焊接下一层。焊接开始时，不要在焊件上随便引弧，以免损伤焊件表面，影响耐腐蚀性。焊后可采取强制冷却措施，加速接头冷却。

(2)氩弧焊氩弧焊目前普遍用于不锈钢的焊接，它与手工电弧焊比较有下列优点：

氩气保护效果好；氩弧的温度高，热量集中，且有氩气流的冷却作用，焊缝的热影响区小；焊缝的强度高，耐腐蚀性好，焊件的变形小，因此焊缝的质量比手工电弧焊高。此外氩弧焊在焊接时无熔渣，不需清渣，焊后无夹渣的缺陷，氩弧焊的生产率高，易于自动化，并能用于焊接0.5㎜的薄钢板。

目前在氩弧焊中应用较广的是手工钨极氩弧焊，常用于焊接0.5～3 mm的不锈钢薄板和薄壁管。焊丝的成分一般与焊件相同，保护气体一般采用工业纯氩。焊接时速度应适当快些，以减小焊件的变形和减少焊缝中的

气孔；但不能过快，否则会造成焊缝不均匀和未焊透等缺陷。焊接时尽量避免横向摆动。

对于厚度大于3 mm的不锈钢，可采用熔化极氩弧焊。熔化极氩弧焊的优点是生产率高，焊缝的热影响区小，焊件的变形小且耐腐蚀性好，易于实现自动化。(3)埋弧自动焊奥氏体不锈钢的埋弧焊一般用于焊接中等厚度以上的钢板(6～50 mm)，采用埋弧自动焊不仅可以提高生产率，而且也能显著提高焊缝质量。

在焊接奥氏体不锈钢时，为了避免产生裂纹，必须选择适当的焊丝成分和焊接工艺参数，使焊缝中有5％左右的铁素体。常用的不锈钢焊剂有焊剂172、焊剂173、焊剂150、焊剂250、焊剂160等。

(4)气焊由于气焊方便灵活，不易烧穿，可焊各种空间位置的焊缝，因此，对一些薄板结构和薄壁管等不锈钢焊件，在没有耐腐蚀要求时可采用气焊。

为防止过热，焊嘴一般比焊接同样厚度的低碳钢时小，气焊火焰用中性焰，焊丝根据焊件成分和性能选择，气焊熔剂为气剂101。焊接时最好用左焊法，焊炬焊嘴与焊件成40°～50°，焰心中心距熔池不小于2㎜；焊丝端头与熔池接触，并与火焰一起沿接缝移动；焊炬不作横向摆动，焊速要快，并尽量避免中断。

3．焊接实例

用1Crl8Ni9Ti钢板制作三氯氢硅成品贮槽。钢板厚5㎜，筒体直径为l200 mrn，贮槽总长3590 mm。筒体纵、环焊缝均采用手工电弧焊，焊条型号为E308--16，

直径3.2 mm，焊接电流为90～110 A。焊前开钝边V 形坡口，钝边高度为2㎜，坡口向外。焊接时，正面先焊一条焊道，然后焊背面。背面(与腐蚀介质接触的一面)焊接时不需刨焊根，焊一道即成，以有利于焊缝的耐腐蚀性。筒体纵、环焊缝焊接后，在设备上开孔，因板较薄，可用碳弧气刨。开孔时，要从设备里面往外吹。支座加强板和入孔加强板为Q235钢板，与不锈钢筒体焊接时采用E309--16焊条。焊接工作结束后，进行x 射线检验，并进行充水试验。

三、不锈复合钢板的焊接

1．不锈复合钢板简介

化工、炼油、船舶等工业部门常用不锈复合钢板来制造各种耐腐蚀的容器或管道。不锈复合钢板由覆层(不锈钢)和基层(碳钢、低合金钢)组成。覆层可以保证耐蚀性，基层可以保证强度，覆层一般占总厚度的10％～20％，因而可节省大量的不锈钢材料。

2．不锈复合钢板的焊接性

不锈复合钢板是由两层不同性质的钢板复合而成，故在焊接时有它的特殊性，既要满足基层的焊接结构强度，又要使较薄的覆层满足耐腐蚀性能要求。对于基层要避免铬、镍等合金含量增高，否则基层焊缝中会形成硬脆组织，容易产生裂纹，影响焊缝强度。对于覆层要避免增碳，因覆层焊缝增碳会大大降低其耐腐蚀性。因此焊接工作比焊单层钢板复杂，要采用特殊的焊接工艺。

3．不锈复合钢板焊接工艺

(1)焊接次序一般先焊基层焊缝，再焊基层与覆层交界处——过渡层。在焊接过渡层前应清根，以减小过渡层焊缝的稀释，最后焊接覆层焊缝。

(2)焊条选用不锈复合钢板的基层和覆层分别采用与材质相应的焊条进行焊接。过渡层可采用铬、镍含量高的焊条，如E309-15(E1-23-13-15)、E309-16(E1-23-13-16)等，以减小碳钢对不锈钢合金成分的稀释作用和补充焊接过程中合金成分的烧损。

(3)焊缝坡口和接头组对不锈复合钢板的坡口一般都开在基层一侧，只有当结构形状受到限制时才开在覆层一侧。坡口形式多采用V形坡口，其坡口角度、根部间隙及钝边高度等尺寸可参考碳钢的坡口标准。厚度大于14㎜的复合钢板可加工成双面V形坡口。

组成焊件时要求以覆层为基准对齐，错边e最好不超过l㎜，否则会影响覆层面的焊缝质量。

焊前应在覆层坡口及两侧19～20㎜范围内进行清理，通常用汽油、四氯化碳、丙酮去油污。

(4)焊接中应注意的问题

1)不锈复合钢板的焊接需用三种不同的焊条，要严防错用焊条。

2)不允许在覆层上进行定位焊或焊接夹具等。基层定位焊时，必须采用碳钢焊条，当定位焊点靠近覆层时，应适当控制焊接电流和定位焊点的尺寸，以防止覆层增碳，影响其耐腐蚀性。