發布時間：2019-01-17所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：近些年來，抗腐蝕作用較強的不銹鋼已成為客車制造及檢修中主流原材料。不銹鋼由于所含合金元素多，線膨脹系數較高，熱導率較低，焊接時熱裂紋敏感性大，焊接過程中常產生如晶間腐蝕、熱裂紋等缺陷。缺陷產生的原因和防治的方法成為生產中質量控制的關
摘要：近些年來，抗腐蝕作用較強的不銹鋼已成為客車制造及檢修中主流原材料。不銹鋼由于所含合金元素多，線膨脹系數較高，熱導率較低，焊接時熱裂紋敏感性大，焊接過程中常產生如晶間腐蝕、熱裂紋等缺陷。缺陷產生的原因和防治的方法成為生產中質量控制的關鍵。不銹鋼焊接過程中，合理的焊接工藝是非常重要的，必須考慮備料、裝配、焊接各環節對接頭質量可能帶來的影響。不銹鋼焊接的工藝內容，包括焊接方法與焊接材料的選擇、焊前準備、焊接參數的確定及焊后處理等。
關鍵詞：不銹鋼,焊接工藝,缺陷
一、不銹鋼焊接常見的缺陷
不銹鋼中以奧氏體不銹鋼最為常見，奧氏體不銹鋼的塑性和韌性很好，具有良好的焊接性，焊接時一般不需要采用特殊的工藝措施。如果焊接材料選用不當或者焊接工藝不合理時，會使焊接接頭產生如下問題。
1.晶間腐蝕
受到晶間腐蝕的不銹鋼，從表面上看來沒有痕跡，但是受到應力時即會沿晶界斷裂，幾乎完全喪失強度。奧氏體不銹鋼在焊接不當時，會在焊縫和熱影響區造成晶間腐蝕，有時在焊縫和基本金屬的熔合線附近發生如刀刃狀的晶間腐蝕，稱為刃狀腐蝕。這是由于境界附近的鉻與碳結合形成晶間貧鉻區，貧鉻區金屬失去抗腐蝕能力而形成的。影響晶間腐蝕的因素包括加熱溫度和加熱時間、鋼中含碳量的多少和金相組織的影響。在焊接奧氏體不銹鋼時，可采用控制含碳量、添加穩定劑、進行固溶處理和加快冷卻速度等方式防止晶間腐蝕。
2.應力腐蝕
不銹鋼在內應力或外應力作用下，在腐蝕介質中發生的破壞。
3.焊接熱裂紋
是奧氏體不銹鋼焊接時比較容易產生的一種缺陷，包括焊縫的縱向和橫向裂紋、火口裂紋、打底焊的根部裂紋和多層焊的層間裂紋等，特別是含鎳量較高的奧氏體不銹鋼更易產生。奧氏體不銹鋼產生熱裂紋的傾向要比低碳鋼大得多，主要原因是：○1奧氏體不銹鋼的導熱系數大約是低碳鋼的一半，而線膨脹系數卻大得多，所以焊后在接頭中會產生較大的焊接內應力。○2奧氏體不銹鋼中的成分如碳、硫、磷、鎳等會在熔池中形成低熔點共晶;○3奧氏體不銹鋼的液、固相線的距離較大，共晶時間較長，且奧氏體結晶的枝晶方向性強，所以雜志偏析現象比較嚴重。
焊接熱裂紋的防止措施包括：○1雙相組織的焊縫比單相奧氏體組織的焊縫具有較高的抗熱裂紋能力。○2在焊接工藝上，采用堿性焊條，用小電流、快速焊、收弧時盡量填滿弧坑以及采用氬弧焊打底等。4.焊接接頭的脆化奧氏體不銹鋼的焊縫在高溫(375-875度)加熱一段時間以后，常會出現沖擊韌性下降的現象，稱為脆化。
二、奧氏體不銹鋼的焊接
奧氏體不銹鋼焊接的工藝內容，包括焊接方法與焊接材料的選擇、焊前準備、焊接參數的確定及焊后處理等。奧氏體不銹鋼所含合金元素多，線膨脹系數較高，熱導率較低，焊接時熱裂紋敏感性大，容易產生晶間腐蝕等腐蝕現象。焊接時盡量選用與母材成分相近的低碳型焊材，采用小規范焊接。由于奧氏體不銹鋼韌性、塑性好，一般不需要焊前預熱。
1.焊接方法的選擇
奧氏體不銹鋼具有較好的焊接性，可以采用焊條電弧焊、埋弧焊、惰性氣體保護焊和等離子弧焊等焊接方法，并且焊接接頭具有相當好的韌性和塑性。對于不銹鋼焊工而言，主要接觸焊條電弧焊和惰性氣體保護焊(TIG、MIG)。
2.焊接材料的選擇
奧氏體不銹鋼焊接材料的選擇，應使焊縫金屬的合金成分與母材成分基本相同，并盡量降低焊縫金屬中的C、S、P等雜質的含量。
3.焊前準備
○1下料方法的選擇奧氏體不銹鋼中有較高的鉻，用一般的氧-乙炔切割有困難，可用機械切割、等離子弧焊切割及碳弧氣刨等方法進行下料坡口加工�！�2坡口的準備奧氏體不銹鋼的線膨脹系數會加劇接頭的變形，應適當減小V形坡口的角度。當板厚大于10mm時，應盡量選用焊縫截面較小的U形坡口。○3焊前清理為了保證焊接質量，焊前應將坡口兩側20~30mm范圍內的焊件表面清理干凈，如有油污，可用丙酮或酒精等擦拭�！�4表面防護在搬運、坡口制備、裝配及定位焊過程中，應盡量損傷剛才表面。比如不允許用利器劃傷鋼板表面，不允許隨意到處引弧等。
4.焊接工藝
焊接奧氏體不銹鋼時，應控制焊接熱輸入量和層間溫度，以防止熱影響區晶粒長大及碳化物析出。下面分別對手工電弧焊和氬弧焊焊接參數加以說明。
○1焊條電弧焊奧氏體不銹鋼技師選用酸性焊條，最好也采用直流反接，焊件是負極，溫度低、受熱少，而且直流電源穩定，有利于保證焊縫質量。焊接過程中，焊條最好不進行橫向擺動。采用小電流、快速焊、不擺動，一次焊成的焊縫不宜過寬，最好不超過焊條直徑的3倍。
多層焊時，每焊完一層要徹底清除熔渣，并控制層間溫度，等到前層焊縫冷卻倒60度以下后在焊接下一層。由于奧氏體不銹鋼的電阻較大，焊接時產生的電阻熱較大，所以同樣直徑的焊條焊接電流值應比低碳鋼焊條降低20%左右，不然在焊接時會由于藥皮的迅速發紅失去保護而無法焊接。
2氬弧焊
氬弧焊目前已普遍用于不銹鋼的焊接，它與手工電弧焊比較有下列優點：氬氣保護效果好;氬弧溫度高，熱量集中，氬氣流有冷卻作用，焊縫熱影響區小;焊縫強度高，耐腐蝕性好，焊縫變形小，因此焊縫的質量比手工電弧焊高。此外，氬弧焊在焊接時無熔渣，不需清渣，焊后無夾渣缺陷，氬弧焊生產率高，易于自動化。
目前氬弧焊應用較廣的是手工鎢極氬弧焊(TIG)，用于焊接0.5~3mm薄板的焊接。焊接時速度應適當地快些，這樣可以減少焊件變形和焊縫中的氣孔，但過快會造成焊縫的不均勻和未焊透等缺陷。焊接時應盡量避免擺動。鎢極氬弧焊一般采用直流正接，這樣可以防止因電極過熱而造成焊縫中的滲鎢現象。
對于厚度大于3mm的不銹鋼，可采用熔化極氬弧焊(MIG)。熔化極氬弧焊的優點是生產率高，焊縫的熱影響區小，焊件的變形小和耐腐蝕性好，并易于自動化。熔化極氬弧焊一般采用直流反接法，為了獲得穩定的噴射過渡形式，要求電流大于臨界電流值。
為增加奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性，焊后對其進行表面處理，處理方法包括表面拋光、酸洗和鈍化處理等。奧氏體不銹鋼一般都具有耐蝕性要求，所以焊后除了要進行一般焊接缺陷的檢驗外，還要進行耐蝕性實驗。
三、結論
通過采取上述焊接方法，可使我公司在日后的不銹鋼焊接產品生產中創造了良好條件。
參考文獻
1、《我國制造業焊接生產現狀與發展戰略研究》林尚揚關橋
2、《焊接技術》葉琦(2005年2月)
3、《焊工工藝學》(1987年5月)勞動人事就業局
4、《焊接技術與焊接工藝問答》(2006年12月)王大志
5、《焊接基礎》牛濟泰王式正(1989年)
相關期刊推薦：《焊接學報》(月刊)1980年創刊，是由中國機械工程學會主辦、哈爾濱焊接研究所承辦的學術期刊。主要刊載焊接科技領域具有國際水平或國內先進水平的優秀學術論文。自創刊以來，刊期由最初的季刊發展為現在的月刊，成為在國內外具有一定影響的一級學術刊物。
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