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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?! ?br />
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)揮保護和冶金作用,有利于獲得成型良好、質(zhì)量穩(wěn)定的焊縫。
操作方法
焊前準(zhǔn)備:檢查焊條的型號和規(guī)格是否符合焊接要求,焊條應(yīng)無破損、變質(zhì)等情況。對于受潮的焊條,需按照規(guī)定的溫度和時間進行烘干,一般酸性焊條在 75 - 150℃烘干 1 - 2 小時,堿性焊條在 350 - 400℃烘干 1 - 2 小時,并放在保溫箱內(nèi)隨用隨取。同時,清理焊件表面的油污、鐵銹、水分等雜質(zhì),確保焊件表面清潔。
焊接參數(shù)選擇:根據(jù)焊件的厚度、焊接位置、焊條直徑等因素選擇合適的焊接電流。一般來說,焊條直徑越大,焊接電流越大;平焊位置可采用較大的電流,立焊、橫焊和仰焊位置則應(yīng)適當(dāng)減小電流。例如,使用直徑 3.2mm 的焊條焊接平焊位置的低碳鋼焊件時,焊接電流可選擇 100 - 130A;而在立焊位置時,電流宜調(diào)整為 80 - 100A。焊接電壓一般在 20 - 25V 之間,焊接速度要適中,以焊縫的熔合良好和成型美觀。
焊接操作:采用合適的引弧方法,如劃擦法或直擊法引弧,引弧位置應(yīng)在焊件的坡口內(nèi)或引弧板上。焊接過程中,保持焊條與焊件表面的角度合適,一般為 70° - 80°,并根據(jù)焊縫的形狀和尺寸選擇合適的運條方法,如直線形、鋸齒形、月牙形等。運條速度要均勻,避免忽快忽慢,以焊縫的寬度和高度一致。收弧時,要填滿弧坑,防止產(chǎn)生弧坑裂紋,可采用劃圈收弧法或回焊收弧法。
注意事項
焊條保存:焊條應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)良好的倉庫內(nèi),避免受潮。倉庫內(nèi)的溫度應(yīng)保持在 5℃ - 40℃,相對濕度不超過 60%,防止焊條因受潮而影響焊接質(zhì)量。
焊接環(huán)境:焊接環(huán)境溫度不宜過低,當(dāng)環(huán)境溫度低于 0℃時,應(yīng)采取預(yù)熱措施,如對焊件進行預(yù)熱,以防止焊縫產(chǎn)生裂紋等缺陷。同時,要避免在大風(fēng)、下雨或濕度較大的環(huán)境中焊接,如無法避免,應(yīng)采取相應(yīng)的防護措施,如設(shè)置防風(fēng)棚、烘干焊件等。
與母材匹配:根據(jù)碳鋼母材的強度等級和化學(xué)成分,選擇合適型號的碳鋼焊條,確保焊縫金屬與母材在力學(xué)性能和化學(xué)成分上相匹配,以焊接接頭的質(zhì)量。
安全防護:焊接過程中會產(chǎn)生弧光、煙塵和有害氣體等,操作人員應(yīng)佩戴好防護面罩、手套等個人防護用品,防止弧光灼傷眼睛和皮膚,同時要保持焊接現(xiàn)場通風(fēng)良好,減少煙塵和有害氣體對人體的危害。
焊后處理
緩冷焊件:焊后可采取適當(dāng)?shù)木徖浯胧?,如用石棉布覆蓋焊縫,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,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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