奥氏体耐热不锈钢的焊接工艺.doc

奥氏体耐热不锈钢的焊接工艺奥氏体耐热不锈钢的焊接不仅要考虑焊接接头的一般强度问题，而且还要考虑奥氏体钢的裂纹倾向；更重要的还要保证焊接接头具有特殊性能，如抗晶间腐蚀能力，高温强度及抗氧化性能等，同时还要解决其在高温下长时间工作的一系列脆化等问题。因此奥氏体耐热不锈钢的焊接比低碳钢要复杂的多。1.1焊接方法的选择1.1.1氩弧焊 氩弧焊保护效果号，合金过渡系数高，焊缝成分均匀且稳定；同时，氩弧焊的电弧热量集中，又有氩气对工件的冷却作用，因此焊接线能量小，焊接接头的热影响区较小，所以氩弧焊是焊接奥氏体耐热不锈钢的最佳方法之一。 钨极氩弧焊和金属熔化极氩弧焊都适用于奥氏体耐热不锈钢的焊接，钨极氩弧焊主要适用于板厚为6mm以下的薄板，直径在80mm以下的管接头及厚板、厚壁管的打底焊。钨极氩弧焊焊接奥氏体耐热不锈钢一般采用直流电源。金属熔化极氩弧焊主要适用于板厚大于3mm的工件，通常采用直流反接电源。 奥氏体氩弧焊时，焊缝背面成形良好并防止氧化。1.1.2手工电弧焊 手工电弧焊焊接奥氏体钢，无论是焊接质量还是生产效率都比气体保护焊差，其缺点主要是清除熔渣要求高，换焊条时焊接接头处受到重复加热，对腐蚀性非常不利，焊接规范波动大，合金过渡系数比较小等。但是手工电弧焊不需要专门的设备，灵活方便，因此，在生产中的应用也很广泛。 为了提高焊接接头的抗裂性，选用碱性焊条较好，但碱性焊条的工艺性没有钛钙型焊条好，焊出的焊缝外观成形没有钛钙型好，对耐腐蚀性非常不利，因此对耐腐蚀性要求高的焊缝，应选用钛钙型焊条。1.1.3 co2保护焊及埋弧焊 co2保护焊及埋弧自动焊对奥氏体耐热不锈钢的焊接不太理想。因此co2焊接时可使焊缝增碳，当焊丝中含碳小于0.1%时，co2焊接时可使得焊缝增碳0.02%时0.04%，同时co2气体又具有氧化性，可使得焊缝中ti等合金元素烧损，显然这些因素对焊接接头的耐腐蚀性都是十分不利的。而自动埋弧焊对焊缝的热输入大，焊接在高温停留时间长，对热裂纹、晶间腐蚀及接头脆性影响较大，因此，co2保护焊及埋弧焊在奥氏体耐热不锈钢的焊接应用较少。1.2焊接材料的选择1.2.1焊丝 焊丝应根据工件的成份及其使用要求进行选择。含镍量小于15%的奥氏体耐热不锈钢焊缝，一般希望具有+的双相组织；含镍量大于15%的奥氏体耐热不锈钢焊缝，主要用于高温条件时希望焊缝是单相组织，或是+c1、+b1的双相组织。用于耐腐蚀条件下也可以采用+的双向组织的焊缝。如18-8型奥氏体耐热不锈钢常用的熔敷金属合金系统为1cr18ni9nb、0cr19ni9si2等。1.2.2焊条 奥氏体耐热不锈钢手工电弧焊所用的焊条有低氢型和钛钙型两类。根据母材化学成分及工作性质，常用的焊条有以下几类：（1）超低碳奥氏体钢焊条。如奥co2，其含碳量极低，有较好的抗晶间腐蚀能力，用于易晶间腐蚀的温度范围及强酸介质下工作。（2）含碳量大于0.04%、不含稳定剂的18-8型焊条。如奥102、奥107等。由于含碳量大于0.04%，又没有含钛和铌等稳定剂，因此只能用于耐腐蚀要求不太高的焊件。（3）含有稳定剂no的焊条。如奥132、奥137等，与含有稳定剂ti的奥氏体钢母材搭配应用，用于耐晶间腐蚀性能要求高的焊件。（4）含有mo的奥氏体钢焊条。如奥212、奥242等，用于要求耐酸腐蚀性能较高的焊条。（5）提高铬、镍含量的奥氏体钢焊条。可以提高焊缝的耐热性，如奥302等，用于耐热要求高的焊条，具有良好的抗裂性。（6）无镍的cr-mn-n奥氏体钢焊条。如奥707等，用于耐醋酸、尿素等复试条件下的焊件。1.3奥氏体耐热不锈钢的焊接工艺特点 根据奥氏体耐热不锈钢的物理性能以及对抗裂性和耐腐蚀性的要求，焊接时要控制下述一些工艺要点。 奥氏体钢的导热系数小而线膨胀系数大，在自由状态下焊接后易产生焊接变形，因此，应该选焊接能量较集中的焊接方法进行快速焊接，如氩弧焊九优于手工电弧焊。同时，由于奥氏体钢的导热系数小，在同样大小的焊接电流条件下，可以得到比普通低合金钢更大的熔深，但容易使焊接接头过热，所以焊接电流要求选得小些，一般比焊接低碳钢低20%。 焊接材料中含有一些与氧亲和力较大的合金元素，如ti、cr等，为了防止焊接时的烧损，必须尽可能缩短电弧，焊接时不作横向摆动，以直线运条为好，奥氏体耐热不锈钢焊缝的性能对其化学成分非常敏感，为了保证焊缝成分的稳定，焊接时首先要保证焊接工艺的稳定，实际焊接操作时，在工艺上还要必须注意一下几点：（1）焊接电缆必须牢固的装夹在工件上，避免打弧时由于电缆装夹松动而发生电弧，烧伤工件；切忌在工件上任意打弧烧伤工件。（2）在腐蚀介质下工作的表面层焊缝，应尽可能最后焊接，避免工作焊缝多次受热。（3）焊缝根部接触腐蚀介质的部分，禁止留下垫板和锁边，要保证根部焊透并平整。（4）多层焊接时，每层焊缝的交接处要错开；焊缝尽可能避免重复加热，在可能情况下，每层施焊的方向应与前一层相反，并等待前层焊缝冷却至40到50后再焊下一层。避免层间温度过高，必要时可用喷水或压缩空气的方法进行强行冷却。1.4焊前准备和焊后热处理 焊前工件表面要保证完好无损，在画线、下料、装配过程中应避免碰撞损伤，不得在其表面打样冲和用划针划线，不得用铁锤锤击矫正工件。工件表面的油脂应清理干净，以免焊接时