西安不鏽鋼焊接性能的介紹
西安不鏽鋼焊接性能的介紹
為確保不鏽鋼加工焊接的質量，需要對焊接加工的整個工序製定科學合理的作業程序。下麵就來看下某加工廠的不鏽鋼焊接程序，需要事先注意的是其適用於不鏽鋼覆麵、預埋件與相關結構件的焊接以及所有不鏽鋼管道與設備的焊接安裝。
首先是焊接選材，應符合設計圖紙與設計規範的規定。
其次是焊接方法的選擇，可選用適用性較好的例如手工電弧焊或填充焊絲鎢極氬弧焊。
在焊前加工前還要做好相應準備工作，焊接作業者應具備相應的專業知識與技能，有相應資格。焊接的接頭型式與坡口尺寸，也要符合設計圖紙要求或相關國家規範的要求。
在焊前要對待焊坡口進行檢查與清潔。具體來說是在焊前，對焊接坡口及坡口兩側不小於50mm周圍內做好清潔、**油、水、氧化物、灰塵等有害雜質。**的辦法可依據有害雜質的具體情況進行，可使用丙酮擦洗、壓縮空氣吹刷或不鏽鋼鋼絲刷刷去。焊接坡口與焊縫熱影響區的表麵要確保光潔、平整、冇有毛刺、夾渣、裂紋，母材無分層及夾渣。此外還要采取相應的措施避免焊接飛濺物對母材表麵產生的汙染，例如噴塗防飛濺劑、覆蓋與遮擋等。
在焊接時，需要遵守一些規定，例如焊接場所要防止容易受到風、雨、雪等的直接襲擊，手工電弧焊環境的風速不大於10m/s，氣體保護焊為2m/s，焊接環境濕度小於90%，溫度應高於-10℃。所使用的焊接設備，其性能要保持良好，計量儀表應經計量鑒定並在有效期內。焊接電源和構件的接觸要確保可靠，不能由於接觸**而破壞母材。要防止在焊接坡口之外的母材上引、熄弧，有必要時，還要在焊縫起止處加與母材相同的引、熄弧板。
在點焊前要調整好裝配間隙、錯口等做檢查。點焊使用和實際施工相一致的焊接方法和工藝。不鏽鋼焊接件可使用機加工或等離子切割機配合磨光機做坡口加工，坡口表麵要保持光潔，並依照圖紙要求做好組對。可以使用不鏽鋼鋼絲刷將坡口表麵及兩側50mm範圍內清理乾淨；采用氬弧焊時，還要用丙酮進行擦洗；手工電弧焊時，應在坡口兩側刷上防飛濺劑。
在不鏽鋼加工焊接時，為控製焊接應力和焊後變形，構件焊縫的焊接順序與具體要求，執行施工方案或程序、焊接工藝卡的規定。單麵焊的雙麵成形，要優先使用氬弧焊打底，手工電弧焊填充。氬弧焊打底時，反麵要使用氬氣保護措施。在雙麵焊時，在封底焊前，要使用砂輪打磨的方法清根，去除根部缺陷。在多層焊的情況，要使用低熱輸入，防止焊接電弧的橫向擺動，焊層要薄，焊道間的層間溫度不能高於150℃，從而降低焊件局部過熱。在多層焊接加工時，每焊完一層要做目視檢查，去除會影響後續焊道的焊接缺陷。各層道的起止處要儘量錯開，焊道銜接要保持平緩過渡。氬弧焊施焊時，要遵守先送氣後起弧、熄弧後再停氣的原則，氬氣的純度應大於99.9%。在焊縫組裝與焊接整個過程中應嚴格控製不鏽鋼與碳鋼接觸，可使用不鏽鋼墊片、木板進行隔離或在碳鋼表麵刷油漆做隔離。在**缺陷時，要使用不鏽鋼施工專用工具，來避免鐵素體受到汙染。在焊接完畢後，焊工要仔細清理焊縫表麵，並交付檢驗。
選擇不鏽鋼是因為它們具有更強的耐腐蝕性，高溫抗氧化性或其強度。對不同類型的不鏽鋼進行了鑒定，並對可用於製造不鏽鋼部件的焊接工藝和技術提供指導，而不會損害材料的腐蝕，氧化和機械性能或將缺陷引入焊縫。
不鏽鋼材料的獨特性能源於在不鏽鋼中添加合金元素，主要是鉻和鎳。通常，生產不鏽鋼需要超過10%的鉻。四種牌號的不鏽鋼根據其材料特性和焊接要求進行了分類：奧氏體、鐵素體、馬氏體、奧氏體鐵素體（雙相）不鏽鋼。
合金基團主要根據其微觀結構來指定。前三種由單相組成，但第四種組包含鐵素體和奧氏體。
由於鎳（加上碳，錳和氮）促進奧氏體和鉻（加上矽，鉬和鈮）促進鐵素體的形成，所以市售不鏽鋼焊縫的結構可以基於其化學成分進行大量預測。
由於不同的微觀結構，合金組具有不同的焊接特性和對缺陷的敏感性。
奧氏體不鏽鋼的組成通常在16-26％鉻（Cr）和8-22％鎳（Ni）的範圍內。用於焊接製造的常用合金是304型，其含有約18％的Cr和10％的Ni。這些合金可以使用任何電弧焊接工藝（TIG，MIG，MMA和SA）輕鬆焊接。由於它們在冷卻時不可硬化，它們表現出良好的韌性，並且不需要預焊接或焊後熱處理。
儘管奧氏體不鏽鋼易於焊接，但會發生焊接金屬和熱影響區裂紋。在含有少量鐵氧體的裂紋敏感性更高的完全奧氏體組織中，焊縫金屬凝固裂紋更可能發生。鐵素體的有益效果主要歸因於其溶解有害雜質的能力，否則這些雜質會形成低熔點偏析和枝晶間裂紋。
由於顯微組織中5-10％鐵素體的存在是非常有益的，所以填料組成的選擇對於抑製開裂的風險是至關重要的。舍弗勒圖表顯示了不同成分的鐵素體 - 奧氏體平衡。例如，當焊接304型不鏽鋼時，使用具有略微不同合金含量的308型填充材料。
在不鏽鋼焊接性能中，鐵素體不鏽鋼的Cr含量通常在11-28％的範圍內。常用的合金包括430級，具有16-18％的Cr和407級具有10-12％的Cr。由於這些合金可以被認為主要是單相和不可硬化的，因此它們可以很容易地進行熔焊。然而，粗粒HAZ韌性差。
焊接鐵素體不鏽鋼的主要問題是HAZ韌性差。過度的晶粒粗化可能導致高度受限的接頭和厚截麵材料的開裂。焊接薄型材料時（小於6mm）不需要特殊的預防措施。
在較厚的材料中，需要采用低熱量輸入以使晶粒粗化區的寬度和奧氏體填料的寬度*小化，以產生更堅韌的焊接金屬。儘管預熱不會降低晶粒尺寸，但會降低HAZ冷卻速度，使焊縫金屬保持在韌脆轉變溫度以上，並可能降低殘餘應力。預熱溫度應在50-250度範圍內。C取決於材料成分。
*常見的馬氏體合金，例如410型，具有適度的鉻含量，12-18％的Cr，具有低Ni，但更重要的是具有相對較高的碳含量。與焊接奧氏體和鐵素體不鏽鋼牌號相比，主要區彆在於潛在的硬質HAZ馬氏體結構和匹配成分焊接金屬。材料可以成功焊接，提供預防措施以避免熱影響區開裂，特彆是厚壁部件和高度受限製的連接處。
HAZ中的高硬度使得這種類型的不鏽鋼非常容易發生氫裂紋。隨著碳含量的增加，開裂的風險通常會增加。為降低風險必須采取的預防措施包括：使用低氫工藝（TIG或MIG），並確保焊劑或助焊劑塗層的消耗品按照製造商的說明進行乾燥（MMA和SAW）；預熱到200到300度左右。C.實際溫度取決於焊接工藝，化學成分（特彆是Cr和C含量），截麵厚度以及進入焊縫金屬的氫量；保持建議的*小間隔溫度。
進行焊後熱處理，例如在650-750℃下進行。C.時間和溫度將由化學成分確定。通常低於3mm的薄型低碳材料通常可以在冇有預熱的情況下進行焊接，隻要使用低氫工藝，接頭具有低限製性，並且關注清潔接頭區域。更厚的部分和更高的碳（> 0.1％）材料可能需要預熱和焊後熱處理。在焊接後立即進行焊後熱處理，不僅可以回火（韌化）結構，還可以使氫從焊縫金屬和熱影響區擴散開來。
雙相不鏽鋼具有幾乎相等比例的奧氏體和鐵素體的兩相結構。*普通的雙相鋼的組成通常在22-26％Cr，4-7％Ni和0-3％Mo範圍內，通常用少量氮（0.1-0.3％）來穩定奧氏體。現代雙相鋼易於焊接，但必須嚴格遵守程序，特彆是保持熱輸入範圍，以獲得正確的焊接金屬結構。
儘管可以使用大多數焊接工藝，但通常可以避免低熱輸入焊接程序。通常不需要預熱，必須控製*高層間溫度。填料的選擇非常重要，因為它被設計用於生產具有鐵素體 - 奧氏體平衡的焊接金屬結構以匹配母材。為了補償氮氣損失，填料可能會與氮氣混合，或者保護氣體本身可能含有少量的氮氣。
