普通純度鐵素體不銹鋼管焊接,通常采用焊條電弧焊、鎢極氬弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊和埋弧焊等。
1. 焊條電弧焊
填充金屬主要分兩類:一類同質(zhì)的鐵素體型焊條;另一類為異質(zhì)的奧氏體型(或鎳基合金)焊條。
用同質(zhì)焊條焊成的焊縫的優(yōu)點(diǎn)是:焊縫與母材金屬有一樣顏色和形貌,相同的線脹系數(shù)和大體相似的耐蝕性,但抗裂性不高。用奧氏體焊條所焊成的異質(zhì)焊縫具有很好的塑性,應(yīng)用較多,不過要控制好母材對奧氏體焊縫的稀釋。但是,用異質(zhì)焊條施焊,不能防止熱影響區(qū)的晶粒長大和焊縫形成馬氏體組織,而且焊縫與母材金屬的色澤也不相同。
表4-1介紹了焊接普通純度鐵素體型不銹鋼管常用焊條的型號(hào)和牌號(hào)。
普通純度鐵素體不銹鋼管用焊條電弧焊進(jìn)行對接平焊時(shí),坡口形式及焊接參數(shù)見表4-2。從表中可以看出,采用的是小的熱輸人,目的是抑制焊接區(qū)的鐵素體晶粒過分長大。施焊時(shí)盡量減小焊縫截面,不要連續(xù)多道施焊,要待前一道焊縫冷卻到預(yù)熱溫度時(shí),再焊下一道焊縫。
用同類材質(zhì)焊條焊接了10Cr17、008Cr30Mo2鋼對接接頭。其焊接接頭力學(xué)性能見表4-3。
2.其他焊接方法
美國AWSA5.22-80中規(guī)定了焊接普通純度鐵素體不銹鋼管用藥芯焊絲的熔敷成分,見表4-4。
表4-4普通純度鐵素不銹鋼管焊接用藥芯焊絲的熔敷金屬成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)
注:E430-X和E430-3相當(dāng)于我國GB/T 17853-1999中型號(hào)E430T-X和E430TO-3。
美國AWSA5.9-81中,規(guī)定了焊接普通純度鐵素體不銹鋼埋弧焊、熔化極和鎢極氬弧焊的熔敷金屬化學(xué)成分見表4-5。從表中可以看出,ER26-1是一種純度很高的埋弧焊焊絲,但在埋弧焊施焊過程中,由于焊劑的影響,其焊縫金屬的純度可能會(huì)降低。
表4-5 普通純度鐵素體不銹鋼埋弧焊及氣體保護(hù)焊的焊絲熔敷金屬成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)
注:1. ER430為美國的氣體保護(hù)焊焊絲,相當(dāng)我國氣體保護(hù)焊絲H10Cr17。
2. ER26-1為美國的埋弧焊焊絲。
脈沖MAG焊工藝是一種低熱輸入的焊接方法,由于熱輸入脈沖作用,焊接熔池各點(diǎn)都經(jīng)歷二、三次加熱和冷卻的過程,高溫停留時(shí)間比恒流焊接時(shí)短,對母材熱影響區(qū)的作用減弱,這樣就減少了熱影響區(qū)粗晶粒寬度,提高了該區(qū)金屬的沖擊韌度。這種焊接方法不僅適用于普通純度鐵素體不銹鋼的焊接,同樣也適用于超高純度鐵素體不銹鋼的焊接。
3. 操作要點(diǎn)
焊接過程中,盡量減少焊接接頭在高溫時(shí)的停留時(shí)間,有助于防止焊接接頭熱影響區(qū)鐵素體組織的晶粒很快長大,從而提高焊接接頭塑性??刹扇『负髲?qiáng)制冷卻的方法來減少高溫脆化和475℃脆性,防止裂紋的形成。
a. 無論采用何種焊接方法,都應(yīng)采用小的熱輸人的焊接參數(shù),選用小直徑的焊接材料。
b. 采用窄焊縫技術(shù)和快的焊接速度進(jìn)行多層多道焊。焊接時(shí),焊接材料不允許進(jìn)行擺動(dòng)施焊。
c. 多層焊時(shí),要嚴(yán)格控制層間溫度在150℃左右,不宜連續(xù)施焊。
d. 采用強(qiáng)制冷卻焊縫的方法,以減少焊接接頭的高溫脆化和475℃脆化,同時(shí)還可以減少焊接接頭的熱影區(qū)過熱,其方法是通氬氣冷卻或通水冷卻銅墊板等。