不銹鋼在碳鋼和低合金鋼中堆焊的方法很多,常見的有手工電弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊、帶極埋?。ɑ螂娫┒押?、絲極埋弧堆焊等。無論哪一種堆焊方法,第一層堆焊的焊縫金屬都是由堆焊材料的熔敷金屬和熔人的母材金屬熔合而成的。由于母材的合金元素含量很低,所以它對第一層焊縫金屬的合金成分具有稀釋作用。因此,可能使焊縫金屬中奧氏體和鐵素體形成元素含量不足,結(jié)果堆焊金屬可能出現(xiàn)大量的馬氏體組織,并可能產(chǎn)生裂紋,同時(shí)導(dǎo)致堆焊層韌性降低。
焊縫金屬成分和組織決定于堆焊材料和母材熔人量即熔合比,也有叫稀釋率(母材的熔入量占整個(gè)焊縫金屬的比例)。當(dāng)堆焊工藝確定之后,熔合比可調(diào)節(jié)的范圍并不大,否則就對工藝帶來很大的麻煩。因此,選擇堆焊材料顯得十分重要。
下面以手工電焊條為例說明。手工電焊條的熔合比一般是20%左右。如用18-8(Cr18%、Ni8%)型的電焊條,經(jīng)母材稀釋以后,堆焊的焊縫金屬成分將變成15-7型,這樣焊縫中可能是奧氏體+馬氏體組織。若在實(shí)際操作中熔合比控制較大時(shí),就有可能在焊縫中產(chǎn)生大量的脆硬馬氏體,這樣的堆焊層無論力學(xué)性能、耐蝕性能,還是抗裂性能都很差。由于稀釋作用,焊縫中的鎳含量較低,在熔合線附近產(chǎn)生較寬的馬氏體過渡層。同樣的堆焊方法,若選用309型的堆焊材料,經(jīng)母材稀釋后,堆焊的焊縫金屬成分是19-9或18-8型,這樣第一層就基本達(dá)到堆焊成分的要求,而且焊縫組織是奧氏體十鐵素體組織,這樣焊縫金屬就具有較高的抗熱裂性能和抗腐蝕性能。
隨著焊接工藝的不斷發(fā)展,低稀釋率的焊接工藝已得到廣泛應(yīng)用,其中最突出的是帶極電渣堆焊,它能將稀釋率控制在10%以下。這樣在選擇堆焊材料時(shí),合金元素可以適當(dāng)?shù)托R虼耍覀円浞挚紤]焊接工藝的影響,也就是熔合比的影響,選擇合適堆焊材料。