不锈钢焊接要点及注意事项

不锈钢焊接要点及注意事项

1.采用垂直外特性的电源，直流时采用正极性（焊丝接负极）

2.一般适合于6mm以下薄板的焊接，具有焊缝成型美观，焊接变形量小的特点

3.保护气体为氩气，纯度为99.99%。当焊接电流为50~150A时，氩气流量为8~10L/min，当电流为150~250A时，氩气流量为12~15L/min。

4.钨极从气体喷嘴突出的长度，以4~5mm为佳，，在角焊等遮蔽性差的地方是2~3mm，在开槽深的地方是5~6mm，喷嘴至工作的距离一般不超过15mm。

5.为防止焊接气孔之出现，焊接部位如有铁锈、油污等务必清理干净。

6.焊接电弧长度，焊接普通钢时，以2~4mm为佳，而焊接不锈钢时，以1~3mm为佳，过长则保护效果不好。

7.对接打底时，为防止底层焊道的背面被氧化，背面也需要实施气体保护。

8.为使氩气很好地保护焊接熔池，和便于施焊操作，钨极中心线与焊接处工件一般应保持80~85°角,填充焊丝与工件表面夹角应尽可能地小，一般为10°左右。

9.防风与换气。有风的地方，务请采取挡网的措施，而在室内则应采取适当的换气措施。

不锈钢MIG焊要点及注意事项

1.采用平特性焊接电源，直流时采用反极性（焊丝接正极）

2.一般采用纯氩气（纯度为99.99%）或Ar+2%O2,流量以20~25L/min为宜。

3.电弧长度，不锈钢的MIG焊接，一般都在喷射过渡的条件下来施焊，电压要调整到弧长在4~6mm的程度。

4.防风。MIG焊接容易受到风的影响，有时微风而产生气孔，所以风速在0.5m/sec以上的地方，都应当采取防风措施。

不锈钢药芯焊丝焊接要点及注意事项

1.采用平特性焊接电源，直流焊接时采用反极性。使用一般的CO2焊机就可以施焊，但送丝轮的压力请稍调松。

2.保护气体一般为二氧化碳气体，气体流量以20~25L/min较适宜。

3.焊嘴与工件间的距离以15~25mm为宜。

4.干伸长度，一般的焊接电流为250A以下时约15mm，250A以上时约20~25mm较为合适。

第十四讲：真空工程用焊接技术（２）3．1．3异种材料的接头形式

在真空系统和真空泵体设计制造中常遇到异种金属的焊接结构，如不锈钢法兰盘与可伐管的连接，不锈钢与铜管的连接等。设计这种结构形式时，要结合不同材料的热膨胀系数、熔化温度、导热率和在深冷条件下的收缩等情况综合予以考虑，才能得到满足真空气密性要求的焊接。其接头形式见表3。

3．2常用材料的氩弧焊

真空工艺中经常会遇到不锈钢一不锈钢、可伐一可伐、无氧铜一无氧铜的焊接，还有不锈钢一可伐、不锈钢与无氧铜、钛、钨、钽等金属材料的氩弧焊。

3．2．1 不锈钢材料的氩弧焊接

奥氏体不锈钢(如1Crl8Ni9Ti等)是超高真空系统中的常用材料，通常使用氩弧焊。该类材料在氩弧焊时，常遇到的主要问题是热状态下的开裂问题，所以在设计不锈钢焊缝时应考虑消除应力问题。

不锈钢焊缝附近不允许有镀铜层及银铜焊料的残余存在。但是对镀有镍层的不锈钢，经氩弧焊后的焊缝有较好的气密性和较高强度。用氩弧焊焊制不锈钢工件时，需要注意下列问题。

①接头形式和坡口尺寸应根据工件厚度和焊接工艺来确定。坡I--I加工应尽量采用机械加工办法来完成；

②焊接前应将坡口、焊丝用丙酮或酒精擦洗，除去油污；

③焊接时以直流反接为宜。直流反接电弧稳定。焊件受热温度较低，易于增强焊接材料金属耐蚀能力。但钨极氩弧焊采用直流正接为宜；

④为了减小母焊接材料的加热量，在保证焊透的情况下，尽量采用小电流、大焊速、短弧施焊，并应避免焊条横向摆动；

⑤施焊场地温度不应低于O'C，并且无对流空气，以免影响氩气保护效果；

⑥多层焊时，每道焊缝焊完后，应仔细清除残渣及表面水锈，并冷至100℃以下再焊下一道。

不锈钢氩弧焊结构见表4。

3．2．2可伐材料的氩弧焊接

常用的可伐合金的成分是：20％Ni+17％Co+0．3％Mn+其余为Fe。可伐材料的焊接性能较好，镀镍后进行焊接仍可得到良好的气密性。

在焊接前要对可伐零件进行去应力退火，防止由于热应力引起焊缝开裂。另外，由于可伐材料的导热系数小即热阻较大，当金属一陶瓷(金属一玻璃)封接件与可伐法兰或其它可伐零件进行氩弧焊时，焊缝要距离陶瓷或玻璃的封接面5～6 mm，防止引起陶瓷或玻璃炸裂。还要注意焊缝附近不许有银及其合金成分存在，以免产生可伐材料的晶间开裂。

3．2．3铜的氩弧焊接

铜也可用氩弧焊进行焊接，但因铜的导热性很好，为减少焊接功率，所设计的焊缝结构应有较大的热阻。铜的膨胀系数大，焊后的变形也大，所以要防止薄小零件的变形和防止刚性大的工件因应力过大而产生裂纹。在焊接时还要注意对熔池和近缝区进行保护，防止铜的氧化。

对铜与不锈钢、铜与可伐进行焊接时，要使铜高出焊缝一个适当的高度，焊接时使电弧偏向铜的一方，防止电弧烧到可伐材料上，以得到气密的焊缝。

3．2．4其他材料的氩弧焊接

W、Mo、Ta等难熔金属也可采用氩弧焊，但因这类材料极易氧化。因而要用高纯度的氩气，最好在充氩的小室中进行焊接，以防止氧和氮进入焊缝区，因氧和氮会使焊缝严重变脆。另外由于钨、钼有再结晶发脆的倾向，因此要尽可能采用高的焊接速度，焊接钨时最好先预热至400.C～500。C左右。

一些常用材料的薄壁件的氩弧焊焊接规范参考表5。

4电子束焊

电子束焊接也是熔化焊的一种，是一种高能量密度的熔化焊方法。

4．1电子束焊接的原理及特点

电子束焊接的工作原理是：在真空条件下。从电子枪中发射的电子束在高电压(通常为20～300 kV)加速下，通过电磁透镜聚焦成高能量密度的电子束。当电子束轰击工件时，电子的动能转化为热能，焊区的局部温度可以骤升到6000℃以上。使工件材料局部熔化实现焊接。

其特点为：①加热功率密度大。电子束功率为束流及其加速电压的乘积，电子束功率可从几十kW到一百kW以上。电子束束斑(或称焦点)的功率可达106～108 W／cm2，比电弧功率密度约高100～1000倍。由于电子束功率密度大、加热集中、热效率高、形成相同焊缝接头需要的热输入量小，所以适宜于难熔金属及热敏感性强的金属材料的焊接。而且焊后变形小，可对精加工后的零件进行焊接。②焊缝熔深熔宽比(即深宽比)大。普通电弧焊的熔深熔宽比很难超过2。而电子束焊接的比值可高达20以上，所以电子束焊可以利用大功率电子束对大厚度钢板进行不开坡口的单面焊。从而大大提高了厚板焊接的技术经济指标。目前电子束单面焊接的最大钢板厚度超过了100 lllm，而对铝合金的电子束焊，最大厚度已超过300 mm。⑧熔池周围气氛纯度高。

因电子束焊接是在真空度为10‘2～10’4 Pa的真空环境中进行的。残余气体中所存在的氧和氮量要比纯度为99．99％的氩气还要少几百倍左右，因此电子束焊不存在焊缝金属的氧化污染问题。所以特别适宜焊接化学活泼性强、纯度高和在熔化温度下极易被大气污染(发生氧化)的金属。如铝、钛、锆、钼、高强度钢、高合金钢以及不锈钢等。这种焊接方法还适用于高熔点金属，可进行钨一钨焊接。

由于电子束焊是在真空内用聚焦高能电子束(>10 kV)把接头加热到熔化温度的焊接，加热区域非常集中，因此只能焊接真空室内放得下的小零件。

4．2电子束焊接的分类与应用

电子束焊可从以下两个方面进行分类。

①按被焊接工件所处真空度的高低分为：高真空电子束焊。被焊工件放在真空度为5X 10≈Pa以上的工作室中进行焊接。这种方法是目前应用最为广泛的。其缺点是工件大小受工作室尺寸的限制；低真空电子束焊，工作室真空度保持在1～10 Pa。它与高真空电子束焊相比，具有真空系统简单、启动快、效率高。减弱了焊接时的金属蒸发等；非真空电子束焊。它是将在真空条件下形成的电子束流，引入到大气环境中对工件进行焊接，为了保护焊缝金属不受污染和减少电子束的散射．束流在进入大气中时先经过充满氦的气室，然后与氦气一起进入到大气中。非真空电子束焊接成为一种实用的焊接方法，其最大优点是摆脱了工作室尺寸对工件的限制。因而扩大了电子束焊的应用范围。

②按电子束焊机的加速电压高低分为：高压电子束焊，其加速电压范围一般为60～150 kV，可得到直径小，功率密度大的束班和深宽比大的焊缝。其缺点是屏蔽焊接时产生的x射线比较困难；中压电子束，加速电压范围为30～60 kV；低压电子束焊，加速电压低于30 kV。适于焊缝深宽比不高的薄板材料的焊接。

电子束焊接主要用于以下方面：

1)难熔金属的焊接。如对钨、钼等金属进行焊接，可在一定程度上解决此类材料焊接时产生的再结晶发脆问题；2)化学性质活泼材料的焊接。如对铌、锆、钛、钛合金、铝、铝合金、镁等金属及其合金进行焊接；3)耐热合金和各种不锈钢、镍基合金、弹簧钢、高速钢的焊接；4)对不同性质材料的焊接。如对钢与青铜、钢与硬质合金、钢与高速钢、金属与陶瓷，以及对厚度相差悬殊零件的焊接。

真空电子束焊接技术的应用已相当广泛，不仅应用于原子能、航天、航空等国防工业生产部门的特殊材料和结构的连接。而且在一般机械制造工业中，尤其是在大批量生产和流水生产线中广为应用。例如电子工业中微型器件和真空器件的焊接、导航仪器要求内部真空的密封焊接；还可用电子束焊接来修补宇宙飞船及飞行器。这种电子束焊接设备不需配真空系统(因宇宙空间就是天然真空)，可制成很小的手枪式的焊接设备；例如美国西屋公司制造的轻便型非真空电子束焊机，可焊接高42 m、直径10 m、壁厚12．7 mm，由铝合金制作的土星五号火箭的外壳和燃料箱外壳。另外，电子束焊还可作为真空钎焊的热源。