奧氏體不銹鋼的焊接性良好,焊接時一般不需要采取特殊的工藝措施。但是,如果焊條選擇不當(dāng),會產(chǎn)生一些焊接缺陷。
例如,選用碳鋼焊條焊接不銹鋼,會使不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕,受到晶間腐蝕的不銹鋼會失去抗腐蝕的能力,而且會在應(yīng)力作用下沿晶界斷裂,強(qiáng)度幾乎完全喪失,是奧氏體不銹鋼危險的一種破壞形式。
常溫環(huán)境的優(yōu)勢
在適宜的常溫環(huán)境下(一般認(rèn)為 15 - 25℃),焊接質(zhì)量相對更易。此時,焊縫的冷卻速度適中,既能避免過快冷卻產(chǎn)生淬硬組織和過大應(yīng)力,又不會因過慢冷卻導(dǎo)致晶粒粗大。焊條的性能也能得到較好發(fā)揮,電弧穩(wěn)定,藥皮能正常發(fā)揮保護(hù)和冶金作用,有利于獲得成型良好、質(zhì)量穩(wěn)定的焊縫。
常見型號及用途
E4303:是常用的碳鋼焊條之一,藥皮類型為鈦鈣型,交直流兩用,適用于焊接較薄的低碳鋼構(gòu)件以及強(qiáng)度要求不高的碳鋼結(jié)構(gòu),如一般的建筑結(jié)構(gòu)、管道安裝等。
E5015:屬于低氫鈉型藥皮焊條,采用直流反接。其焊縫金屬具有較高的強(qiáng)度和抗裂性能,常用于焊接中碳鋼和強(qiáng)度級別較高的低碳鋼構(gòu)件,如壓力容器、橋梁等對焊接質(zhì)量要求較高的結(jié)構(gòu)。
E5016:低氫鉀型藥皮焊條,交直流兩用。它在焊接工藝性能上比 E5015 更具優(yōu)勢,適用于焊接各種碳鋼結(jié)構(gòu),特別是在一些對焊接效率和操作便利性有要求的場合,如野外施工等。
影響碳鋼焊條焊接質(zhì)量的因素有很多,主要包括焊條因素、焊接工藝因素、焊件因素和焊接環(huán)境因素等方面,以下是具體介紹:
焊條因素
化學(xué)成分:焊條的化學(xué)成分直接影響焊縫金屬的性能。例如,碳含量過高會增加焊縫的硬度和強(qiáng)度,但同時也會降低其韌性和抗裂性;錳含量有助于提高焊縫的強(qiáng)度和韌性,還能起到脫氧脫硫的作用;硅也是一種脫氧劑,適量的硅能增加焊縫的強(qiáng)度,但過量會導(dǎo)致焊縫變脆。
藥皮質(zhì)量:藥皮的作用是保護(hù)焊縫金屬、穩(wěn)定電弧和向焊縫中過渡合金元素等。藥皮成分不均勻、厚度不一致或受潮等都會影響焊接質(zhì)量。例如,藥皮受潮會使焊縫中產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷;藥皮中合金元素含量不足,會導(dǎo)致焊縫金屬的力學(xué)性能不達(dá)標(biāo)。
焊條直徑:焊條直徑的選擇應(yīng)根據(jù)焊件的厚度、焊接位置和焊接電流等因素來確定。直徑過大,在焊接薄板或小電流焊接時,不易操作,且可能導(dǎo)致焊縫根部未焊透;直徑過小,焊接厚板時則需要多層多道焊接,效率低,且焊縫的力學(xué)性能可能受影響。
焊后處理
緩冷焊件:焊后可采取適當(dāng)?shù)木徖浯胧缬檬薏几采w焊縫,避免焊件急劇冷卻,使焊接應(yīng)力得到充分釋放,降低裂紋產(chǎn)生的可能性。
及時進(jìn)行后熱:對于一些易產(chǎn)生延遲裂紋的鋼材或焊接結(jié)構(gòu),焊后應(yīng)及時進(jìn)行后熱。后熱溫度一般為 200 - 350℃,保溫時間根據(jù)焊件厚度和焊接接頭的拘束度等因素確定,通常為 0.5 - 2 小時,以加速氫的逸出,防止氫致裂紋的產(chǎn)生。
消除焊接應(yīng)力:對于重要的焊接結(jié)構(gòu),可采用熱處理等方法消除焊接殘余應(yīng)力。例如,對焊件進(jìn)行整體或局部的退火處理,加熱溫度一般在 550 - 650℃之間,保溫一定時間后隨爐冷卻,以改善焊縫和熱影響區(qū)的組織性能,提高焊接接頭的抗裂能力。
焊接工藝因素
焊接電流:焊接電流過大,會使焊條熔化過快,焊縫熔深過大,容易產(chǎn)生咬邊、燒穿等缺陷,同時還會導(dǎo)致焊縫金屬過熱,晶粒粗大,降低焊縫的力學(xué)性能;電流過小,焊條熔化不均勻,電弧不穩(wěn)定,容易產(chǎn)生未焊透、夾渣等缺陷。
焊接電壓:焊接電壓過高,電弧長度增加,熱量分散,會使焊縫寬度增加,熔深減小,還可能導(dǎo)致焊縫表面粗糙,成型不好;電壓過低,電弧太短,容易造成焊條與焊件粘連,影響焊接過程的順利進(jìn)行。
焊接速度:焊接速度過快,焊縫冷卻速度也快,容易產(chǎn)生淬硬組織,增加裂紋傾向,同時可能導(dǎo)致焊縫熔寬和熔深不足,出現(xiàn)未熔合等缺陷;速度過慢,會使焊縫過熱,晶粒粗大,焊接效率低下,且可能造成焊縫金屬堆積過高,成型不美觀。
運條方法:不同的運條方法會影響焊縫的形狀、尺寸和質(zhì)量。例如,直線形運條法適用于焊接較薄的焊件或窄焊縫,能獲得較窄的焊縫;鋸齒形和月牙形運條法能使焊縫得到較好的保護(hù),且焊縫成型美觀,但操作不當(dāng)可能導(dǎo)致焊縫兩側(cè)熔合不良。
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