西安不锈钢焊接性能(néng)的介绍

摘要：<p class="MsoNormal"> 西安不锈钢焊接性能(néng)的介绍 </p> <p class="MsoNormal"> 為(wèi)确保不锈钢加工焊接的质量，需要对焊接加工的整个工序制定科(kē)學(xué)合理(lǐ)的作业程序。下面就来看下某加工厂的不锈钢焊接程序，需要事先注意的是其适用(yòng)于不锈钢覆面、预埋件与相关结构件的焊接以及所有(yǒu)不锈钢管道与设备的焊接安装。 </p> <p class="MsoNormal"> 首先是焊接选材，应符合设计图纸与设计规范的规定。 </p> <p class="MsoNormal"> 其次是焊接方法的选择，可(kě)选用(yòng)适用(yòng)性较好的例如手工電(diàn)弧焊或填充焊丝钨极氩弧焊。 </p> <p class="MsoNormal"> 在焊前加工前还要做好相应准备工作，焊接作业者应具备相应的专业知识与技能(néng)，有(yǒu)相应资格。焊接的接头型式与坡口尺寸，也要符合设计图纸要求或相关國(guó)家规范的要求。 </p> <p class="MsoNormal"> 在焊前要对待焊坡口进行检查与清洁。具體(tǐ)来说是在焊前，对焊接坡口及坡口两侧不小(xiǎo)于<span lang="EN-US">50mm</span>周围内做好清洁、**油、水、氧化物(wù)、灰尘等有(yǒu)害杂质。**的办法可(kě)依据有(yǒu)害杂质的具體(tǐ)情况进行，可(kě)使用(yòng)丙酮擦洗、压缩空气吹刷或不锈钢钢丝刷刷去。焊接坡口与焊缝热影响區(qū)的表面要确保光洁、平整、没有(yǒu)毛刺、夹渣、裂纹，母材无分(fēn)层及夹渣。此外还要采取相应的措施避免焊接飞溅物(wù)对母材表面产生的污染，例如喷涂防飞溅剂、覆盖与遮挡等。 </p> <p class="MsoNormal"> 在焊接时，需要遵守一些规定，例如焊接场所要防止容易受到风、雨、雪(xuě)等的直接袭击，手工電(diàn)弧焊环境的风速不大于<span lang="EN-US">10m/s</span>，气體(tǐ)保护焊為(wèi)<span lang="EN-US">2m/s</span>，焊接环境湿度小(xiǎo)于<span lang="EN-US">90%</span>，温度应高于<span lang="EN-US">-10</span>℃。所使用(yòng)的焊接设备，其性能(néng)要保持良好，计量仪表应经计量鉴定并在有(yǒu)效期内。焊接電(diàn)源和构件的接触要确保可(kě)靠，不能(néng)由于接触**而破坏母材。要防止在焊接坡口之外的母材上引、熄弧，有(yǒu)必要时，还要在焊缝起止处加与母材相同的引、熄弧板。 </p> <p class="MsoNormal"> 在点焊前要调整好装配间隙、错口等做检查。点焊使用(yòng)和实际施工相一致的焊接方法和工艺。不锈钢焊接件可(kě)使用(yòng)机加工或等离子切割机配合磨光机做坡口加工，坡口表面要保持光洁，并依照图纸要求做好组对。可(kě)以使用(yòng)不锈钢钢丝刷将坡口表面及两侧<span lang="EN-US">50mm</span>范围内清理(lǐ)干净；采用(yòng)氩弧焊时，还要用(yòng)丙酮进行擦洗；手工電(diàn)弧焊时，应在坡口两侧刷上防飞溅剂。 </p> <p class="MsoNormal"> 在不锈钢加工焊接时，為(wèi)控制焊接应力和焊后变形，构件焊缝的焊接顺序与具體(tǐ)要求，执行施工方案或程序、焊接工艺卡的规定。单面焊的双面成形，要优先使用(yòng)氩弧焊打底，手工電(diàn)弧焊填充。氩弧焊打底时，反面要使用(yòng)氩气保护措施。在双面焊时，在封底焊前，要使用(yòng)砂轮打磨的方法清根，去除根部缺陷。在多(duō)层焊的情况，要使用(yòng)低热输入，防止焊接電(diàn)弧的横向摆动，焊层要薄，焊道间的层间温度不能(néng)高于<span lang="EN-US">150</span>℃，从而降低焊件局部过热。在多(duō)层焊接加工时，每焊完一层要做目视检查，去除会影响后续焊道的焊接缺陷。各层道的起止处要尽量错开，焊道衔接要保持平缓过渡。氩弧焊施焊时，要遵守先送气后起弧、熄弧后再停气的原则，氩气的纯度应大于<span lang="EN-US">99.9%</span>。在焊缝组装与焊接整个过程中应严格控制不锈钢与碳钢接触，可(kě)使用(yòng)不锈钢垫片、木(mù板进行隔离或在碳钢表面刷油漆做隔离。在**缺陷时，要使用(yòng)不锈钢施工专用(yòng)工具，来避免铁素體(tǐ)受到污染。在焊接完毕后，焊工要仔细清理(lǐ)焊缝表面，并交付检验。 </p> <p class="MsoNormal"> <span lang="EN-US">&nbsp;</span> </p> <p class="MsoNormal"> 选择不锈钢是因為(wèi)它们具有(yǒu)更强的耐腐蚀性，高温抗氧化性或其强度。对不同类型的不锈钢进行了鉴定，并对可(kě)用(yòng)于制造不锈钢部件的焊接工艺和技术提供指导，而不会损害材料的腐蚀，氧化和机械性能(néng)或将缺陷引入焊缝。 </p> <p class="MsoNormal"> 不锈钢材料的独特性能(néng)源于在不锈钢中添加合金元素，主要是铬和镍。通常，生产不锈钢需要超过<span lang="EN-US">10%</span>的铬。四种牌号的不锈钢根据其材料特性和焊接要求进行了分(fēn)类：奥氏體(tǐ)、铁素體(tǐ)、马氏體(tǐ)、奥氏體(tǐ)铁素體(tǐ)（双相）不锈钢。 </p> <p class="MsoNormal"> 合金基团主要根据其微观结构来指定。前三种由单相组成，但第四种组包含铁素體(tǐ)和奥氏體(tǐ)。<span lang="EN-US"><br /> </span>由于镍（加上碳，锰和氮）促进奥氏體(tǐ)和铬（加上硅，钼和铌）促进铁素體(tǐ)的形成，所以市售不锈钢焊缝的结构可(kě)以基于其化學(xué)成分(fēn)进行大量预测。<span lang="EN-US"> </span> </p> <p class="MsoNormal"> 由于不同的微观结构，合金组具有(yǒu)不同的焊接特性和对缺陷的敏感性。 </p> <p class="MsoNormal"> 奥氏體(tǐ)不锈钢的组成通常在<span lang="EN-US">16-26</span>％铬（<span lang="EN-US">Cr</span>）和<span lang="EN-US">8-22</span>％镍（<span lang="EN-US">Ni</span>）的范围内。用(yòng)于焊接制造的常用(yòng)合金是<span lang="EN-US">304</span>型，其含有(yǒu)约<span lang="EN-US">18</span>％的<span lang="EN-US">Cr</span>和<span lang="EN-US">10</span>％的<span lang="EN-US">Ni</span>。这些合金可(kě)以使用(yòng)任何電(diàn)弧焊接工艺（<span lang="EN-US">TIG</span>，<span lang="EN-US">MIG</span>，<span lang="EN-US">MMA</span>和<span lang="EN-US">SA</span>）轻松焊接。由于它们在冷却时不可(kě)硬化，它们表现出良好的韧性，并且不需要预焊接或焊后热处理(lǐ)。 </p> <p class="MsoNormal"> 尽管奥氏體(tǐ)不锈钢易于焊接，但会发生焊接金属和热影响區(qū)裂纹。在含有(yǒu)少量铁氧體(tǐ)的裂纹敏感性更高的完全奥氏體(tǐ)组织中，焊缝金属凝固裂纹更可(kě)能(néng)发生。铁素體(tǐ)的有(yǒu)益效果主要归因于其溶解有(yǒu)害杂质的能(néng)力，否则这些杂质会形成低熔点偏析和枝晶间裂纹。 </p> <p class="MsoNormal"> 由于显微组织中<span lang="EN-US">5-10</span>％铁素體(tǐ)的存在是非常有(yǒu)益的，所以填料组成的选择对于抑制开裂的风险是至关重要的。舍弗勒图表显示了不同成分(fēn)的铁素體(tǐ)<span lang="EN-US"> - </span>奥氏體(tǐ)平衡。例如，当焊接<span lang="EN-US">304</span>型不锈钢时，使用(yòng)具有(yǒu)略微不同合金含量的<span lang="EN-US">308</span>型填充材料。 </p> <p class="MsoNormal"> 在不锈钢焊接性能(néng)中，铁素體(tǐ)不锈钢的<span lang="EN-US">Cr</span>含量通常在<span lang="EN-US">11-28</span>％的范围内。常用(yòng)的合金包括<span lang="EN-US">430</span>级，具有(yǒu)<span lang="EN-US">16-18</span>％的<span lang="EN-US">Cr</span>和<span lang="EN-US">407</span>级具有(yǒu)<span lang="EN-US">10-12</span>％的<span lang="EN-US">Cr</span>。由于这些合金可(kě)以被认為(wèi)主要是单相和不可(kě)硬化的，因此它们可(kě)以很(hěn)容易地进行熔焊。然而，粗粒<span lang="EN-US">HAZ</span>韧性差。 </p> <p class="MsoNormal"> 焊接铁素體(tǐ)不锈钢的主要问题是<span lang="EN-US">HAZ</span>韧性差。过度的晶粒粗化可(kě)能(néng)导致高度受限的接头和厚截面材料的开裂。焊接薄型材料时（小(xiǎo)于<span lang="EN-US">6mm</span>）不需要特殊的预防措施。 </p> <p class="MsoNormal"> 在较厚的材料中，需要采用(yòng)低热量输入以使晶粒粗化區(qū)的宽度和奥氏體(tǐ)填料的宽度*小(xiǎo)化，以产生更坚韧的焊接金属。尽管预热不会降低晶粒尺寸，但会降低<span lang="EN-US">HAZ</span>冷却速度，使焊缝金属保持在韧脆转变温度以上，并可(kě)能(néng)降低残余应力。预热温度应在<span lang="EN-US">50-250</span>度范围内。<span lang="EN-US">C</span>取决于材料成分(fēn)。 </p> <p class="MsoNormal"> *常见的马氏體(tǐ)合金，例如<span lang="EN-US">410</span>型，具有(yǒu)适度的铬含量，<span lang="EN-US">12-18</span>％的<span lang="EN-US">Cr</span>，具有(yǒu)低<span lang="EN-US">Ni</span>，但更重要的是具有(yǒu)相对较高的碳含量。与焊接奥氏體(tǐ)和铁素體(tǐ)不锈钢牌号相比，主要區(qū)别在于潜在的硬质<span lang="EN-US">HAZ</span>马氏體(tǐ)结构和匹配成分(fēn)焊接金属。材料可(kě)以成功焊接，提供预防措施以避免热影响區(qū)开裂，特别是厚壁部件和高度受限制的连接处。 </p> <p class="MsoNormal"> <span lang="EN-US">HAZ</span>中的高硬度使得这种类型的不锈钢非常容易发生氢裂纹。随着碳含量的增加，开裂的风险通常会增加。為(wèi)降低风险必须采取的预防措施包括：使用(yòng)低氢工艺（<span lang="EN-US">TIG</span>或<span lang="EN-US">MIG</span>），并确保焊剂或助焊剂涂层的消耗品按照制造商(shāng)的说明进行干燥（<span lang="EN-US">MMA</span>和<span lang="EN-US">SAW</span>）；预热到<span lang="EN-US">200</span>到<span lang="EN-US">300</span>度左右。<span lang="EN-US">C.</span>实际温度取决于焊接工艺，化學(xué)成分(fēn)（特别是<span lang="EN-US">Cr</span>和<span lang="EN-US">C</span>含量），截面厚度以及进入焊缝金属的氢量；保持建议的*小(xiǎo)间隔温度。 </p> <p class="MsoNormal"> 进行焊后热处理(lǐ)，例如在<span lang="EN-US">650-750</span>℃下进行。<span lang="EN-US">C.</span>时间和温度将由化學(xué)成分(fēn)确定。通常低于<span lang="EN-US">3mm</span>的薄型低碳材料通常可(kě)以在没有(yǒu)预热的情况下进行焊接，只要使用(yòng)低氢工艺，接头具有(yǒu)低限制性，并且关注清洁接头區(qū)域。更厚的部分(fēn)和更高的碳（<span lang="EN-US">&gt; 0.1</span>％）材料可(kě)能(néng)需要预热和焊后热处理(lǐ)。在焊接后立即进行焊后热处理(lǐ)，不仅可(kě)以回火（韧化）结构，还可(kě)以使氢从焊缝金属和热影响區(qū)扩散开来。 </p> <p class="MsoNormal"> 双相不锈钢具有(yǒu)几乎相等比例的奥氏體(tǐ)和铁素體(tǐ)的两相结构。*普通的双相钢的组成通常在<span lang="EN-US">22-26</span>％<span lang="EN-US">Cr</span>，<span lang="EN-US">4-7</span>％<span lang="EN-US">Ni</span>和<span lang="EN-US">0-3</span>％<span lang="EN-US">Mo</span>范围内，通常用(yòng)少量氮（<span lang="EN-US">0.1-0.3</span>％）来稳定奥氏體(tǐ)。现代双相钢易于焊接，但必须严格遵守程序，特别是保持热输入范围，以获得正确的焊接金属结构。 </p> <p class="MsoNormal"> 尽管可(kě)以使用(yòng)大多(duō)数焊接工艺，但通常可(kě)以避免低热输入焊接程序。通常不需要预热，必须控制*高层间温度。填料的选择非常重要，因為(wèi)它被设计用(yòng)于生产具有(yǒu)铁素體(tǐ)<span lang="EN-US"> - </span>奥氏體(tǐ)平衡的焊接金属结构以匹配母材。為(wèi)了补偿氮气损失，填料可(kě)能(néng)会与氮气混合，或者保护气體(tǐ)本身可(kě)能(néng)含有(yǒu)少量的氮气。 </p> <p class="MsoNormal"> <span lang="EN-US">&nbsp;</span> </p>