电焊机焊接不锈钢方法

电焊机焊接不锈钢方法

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马氏体。可焊性较差，焊接时有强烈的淬火倾向，经焊接加热后在空气中冷却就能导致淬火，使焊缝和热影响区形成坚硬的马氏体组织，因温差引起的热应力和奥氏体转变为马氏体组织的相变应力的综合作用，导致焊后残余应力较大。含碳量愈高，其淬硬性就愈大。还存在由于扩散氢的作用而引起的滞后裂纹。因此，焊接薄板时采用较小的电源，尽可能快的焊速，应使焊道狭窄，熔池体积减小，以免金属过热；厚板焊前应进行预热（200～ 400℃），焊后高温回火或退火，随后缓冷；焊丝、坡口、氩气要清洁、干燥，以消除氢的产生。

铁素体。易在焊合线附近热影响区产生粗晶，使常温塑性、韧性降低而引起脆化；高铬（≥16％Cr）不锈钢焊后在600～400℃阶段缓慢冷却时，会出现475℃脆化，造成韧性恶化。因此，采用小电流、快焊速、窄焊道、加快焊缝冷却的方法，以尽量避免晶粒长大，缩短高温停留时间，防止过热；对高铬不锈钢焊前应预热，使其在韧性温度范围内焊接，但预热温度不应超过150℃，以免焊后冷却缓慢，增加475℃脆性。

奥氏体。由于在奥氏体晶界上有低熔点杂质物，冷却时在焊接收缩应力的作用下易产生热应力，从而产生热裂纹；在550～850℃长时间加热时，焊接热影响区的晶界上析出铬的碳化物，造成贫铬区，因而热影响区易发生晶间腐蚀；由于线膨胀系数较大，导热性较差，而产生较大的焊接应力和变形，易造成热裂纹。因此，避免焊缝过热，选用较小的焊接电流、较快的焊速，缩短高温停留时间，减小熔池面积，避免焊缝、近缝区的晶粒过渡长大；控制输入的焊接热量，采用能量集中的焊接方法，加强冷却，缩短经过危险温度区域的冷却时间；焊后进行消除应力热处理和固溶处理，使焊接时析出的铬的碳化物重新固溶到奥氏体中，或进行稳定化处理；选用超低碳奥氏体焊丝（w（C）≤0.04％）焊接，防止晶粒边界产生贫铬区，提高抗晶间腐蚀的能力。

氩弧焊

氩气是单原子气体，不会产生化合物，高温不分解，也不溶于金属中，不与任何元素发生反应，其稳弧性能好，热损耗小，电弧热集中，热效率高。在氩气的保护下，通过电热使钨极发射大量电子，从而使氩气电离，产生足够的正、负离子和电子，使气体导电，在钨极与钢带之间产生连续的弧光放电，即产生了“弧氢”。弧氢中心白色耀眼部分叫“弧柱”，其温度非常高，能熔化任何金属，作为焊接的热源。氩弧焊用从专用的焊枪喷嘴喷出严密的氩气层流，使电弧包围在其中，与空气隔开，利用电弧产生的热量熔化被焊处，并填充焊丝，将两块分离的金属连接在一起，从而获得牢固的焊接接头。氩气不纯易使焊缝氧化、氮化，使焊缝硬淬，破坏其气密性，降低焊接质量。

TIG（惰性气体保护钨极电弧焊）采用高纯（99.9％）Ar保护气，使用非消耗性的钨棒，焊缝强度和致密度较好，适用于3mm以下的不锈钢带。MIG（惰性气体保护金属电弧焊）采用98％Ar的混合气，使用消耗性细实心焊丝（材质与母材相似），焊接速度快、效率高，适用于3mm以上的不锈钢带。

氩弧焊常见的焊接缺陷

焊缝不合要求。因焊接工艺参数选择不当，或操作技术不熟练，导致焊缝高低宽窄不一，焊缝成形不良，背面焊缝下凹。造成焊缝减弱过多，使焊缝强度不够；焊缝过高，造成应力集中，易形成裂纹。

烧穿。因焊接电流过大，熔池温度过高，焊丝加入不及时，带钢对接间隙过大，焊接速度过慢等，导致焊缝上出现单个或连续的穿孔。使焊缝强度减弱，易引起引力集中和裂纹。

未焊透。因电流过小，操作不熟练，焊接速度太快，对接间隙小，电弧过长或电弧未对准焊缝等，导致焊丝与基体金属未熔合在一起或焊接金属中局部未熔合。该部位应进行补焊。裂纹。液体金属在凝固过程中或略低于固相线温度下，产生沿晶间边界的、断口上有明显氧化色的热裂纹。在固态时发生相变，或有扩散氢存在，以及冷却时在过大的焊接收缩应力作用下，而生成的具有穿晶性质的、断口发亮、没有氧化色的冷裂纹。当选择和使用焊丝不当，焊接时高温停留时间过长，造成氧化、过热和晶粒度过度长大，材料本身杂质较多，或材料本身易淬硬时均易产生裂纹。

气孔。因熔池在高温时能溶解大量的氢，熔池冷凝时溶解氢的能力显著下降，当熔池冷却过快时氢气来不及跑出熔池，即在焊接内部及表面产生单个或密集的圆形空穴，使焊缝金属的有效截面积减小，降低焊缝的强度，造成应力集中。在焊件、焊丝表面有油污、氧化皮、铁锈，或在潮湿气氛焊接，或氩气纯度低、含杂质较多，或氩气保护气不良以及熔池高温氧化、飞溅等情况下均易产生气孔。

奥氏体不锈钢的焊接

奥氏体不锈钢在焊接过程中的弹、塑性应力和应变量很大，却极少出现冷裂纹。焊接接头不存在淬火硬化区及晶粒粗大化，故焊缝抗拉强度较高。主要问题：焊接变形较大；因其晶界特性和对某些微量杂质（S、P）敏感，易产生热裂纹。

奥氏体不锈钢的焊接特性：

1.碳化铬的形成，降低了焊接接头抗晶间腐蚀能力。

（1）针对焊缝晶间腐蚀和目材上敏化温度区腐蚀，可采用下列措施加以限制：

a．减少目材及焊缝的含碳量，目材中添加稳定化元素Ti、Nb等元素使之优先形成MC，以避免Cr23C6形成。

b．使焊缝形成奥氏体加少量铁素体的双相组织。焊缝中存在一定数量的铁素体时，可细化晶粒，增加晶粒面积，使晶界单位面积上的碳化铬析出量减少。铬在铁素体中溶解度较大，Cr23C6优先在铁素体中形成，而不致使奥氏体晶界贫铬；散步在奥氏体之间的铁素体，可防止腐蚀沿晶界向内部扩散。

c．控制在敏化温度区间的停留时间。调整焊接热循环，尽可能缩短600～1000℃的停留时间，可选择能量密度高的焊接方法（如等离子氩弧焊），选用较小的焊接线能量，焊缝背面通氩气或采用铜垫增加焊接接头的冷却速度，减少起弧、收弧次数以避免重复加热，多层焊时与腐蚀介质的接触面尽可能最后施焊等。

d．焊后进行固溶处理或稳定化退火（850～900℃）保温后空冷，以使碳化物充分析出，并使铬加速扩散）。

（2）焊接接头的刀状腐蚀。只发生在含有稳定剂Ti、Nb的奥氏体不锈钢的焊接接头中。其腐蚀部位在热影响区的过热区，沿熔合线发展，开始宽度仅3～5个晶粒，逐步扩大至1.0～1.5mm。高温敏化（超过1200℃）使TiC、NbC溶入固溶体，由于碳的扩散能力较强，在冷却过程中将偏聚在晶界形成过饱和状态，而Ti、Nb则因扩散能力低而留于晶体内。当焊接接头在敏化温度区间再次加热时，过饱和碳将在晶间以Cr23C6形式析出。为此，可采取如下预防措施：