淺談奧氏體不銹鋼焊接特點(diǎn)

淺談奧氏體不銹鋼焊接特點(diǎn)

摘要：奧氏體不銹鋼具有良好的焊接性，目前工業(yè)上應(yīng)用最廣，焊接時(shí)一般不需要采取特殊的工藝措施，通過(guò)對(duì)本公司生產(chǎn)的設(shè)備分析了奧氏體不銹鋼在焊接時(shí)產(chǎn)生缺陷的原因和防治措施，通過(guò)焊接特點(diǎn)理論和實(shí)踐分析，制定合理的工藝措施和焊接材料合理選用。

關(guān)鍵詞：奧氏體不銹鋼缺陷原因分析防治

不銹鋼在現(xiàn)代化的工業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用。在不銹鋼材料中，奧氏體不銹鋼材比其他不銹鋼材具有更優(yōu)良的耐腐蝕性；強(qiáng)度較低，而塑性、韌性極好；焊接性能良好，其主要用于化工容器、設(shè)備和零件等設(shè)備，它是目前工業(yè)上應(yīng)用最廣的材料。雖然奧氏體不銹鋼材有諸多優(yōu)點(diǎn)但是若焊接工藝不正確或焊接材料選用不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生很多缺陷，最終影響使用性能。

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1 焊接缺陷的概念、分類(lèi)及特征

焊接缺陷是指焊接過(guò)程中在焊接接頭中產(chǎn)生的金屬不連續(xù)、不致密或連接不良的現(xiàn)象。它直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和安全可靠性，造成焊接結(jié)構(gòu)的失效，以至發(fā)生破壞事故。常見(jiàn)焊縫內(nèi)部缺陷分為六種。

1.1 裂紋

在焊接應(yīng)力及其它致脆因素共同作用下，焊接接頭中局部地區(qū)的金屬原子結(jié)合力遭到破壞而形成的新界面而產(chǎn)生縫隙；裂紋具有尖銳的缺口和大的長(zhǎng)寬比：

a）剛性裂縫；b）毛隙裂縫；c）碳、硫元素造成的裂縫。

1.2 氣孔

焊接時(shí)，熔池中的氣泡在時(shí)未能逸出而殘留下來(lái)所形成的孔穴，氣孔出現(xiàn)在鑄件內(nèi)部或表層。截面形狀呈圓形、橢圓形或針頭形狀，孤立存在或成群分布的孔洞：內(nèi)部氣孔、表面氣孔、接頭氣孔。

1.3 未熔合

熔焊時(shí)，焊道與母材之間或焊道之間未完全熔化結(jié)合的部分，點(diǎn)焊時(shí)母材與母材之間未完全熔化結(jié)合的部分；可以分為坡口未熔合、焊道之間未熔合、焊縫根部未熔合。

1.4 未焊透

焊接時(shí)鈍邊根部未完全熔合的現(xiàn)象。減少了焊縫的有效面積，使接頭強(qiáng)度下降。

1.5 夾渣

焊后殘留在焊縫中的熔渣；主要存于焊道之間和焊道與母材之間。

1.6 夾鎢

焊接過(guò)程中，由于某些原因，使鎢極強(qiáng)烈的發(fā)熱，端部熔化、蒸發(fā)，使鎢極過(guò)渡到焊縫中，并殘留在焊縫內(nèi)形成夾鎢；鎢極殘留在焊縫內(nèi)。

2 對(duì)具體制造過(guò)程中不銹鋼焊接出現(xiàn)的常見(jiàn)缺陷的產(chǎn)生原因及分析

2.1 氣孔

2.1.1 內(nèi)部氣孔（如圖1所示）；以密集型球狀氣孔為主，多半是產(chǎn)生在焊縫的中部。（通過(guò)射線探傷片可以清晰看到中間多處黑點(diǎn)）

2.1.1.1 分析：a）焊接電流過(guò)大；一般焊接奧氏體不銹鋼時(shí)，A102，Ф3.2的焊條，電流一般為80～100 A，電壓為：20-25 V（DC）；b）電弧過(guò)長(zhǎng)；c）運(yùn)棒速度太快，焊接速度控制在6～7c m/min；d）熔接部位不潔凈；e）焊接環(huán)境的溫濕度，焊條受潮等。

其中在實(shí)際工作中出現(xiàn)電流及焊材受潮產(chǎn)生的原因比較普遍。

2.1.1.2 防治措施：根據(jù)造成氣孔原因，在工件焊接前，要清理破口兩側(cè)20～30mm范圍內(nèi)的油污、銹、水分及污物，保持潔凈；焊條按說(shuō)明規(guī)定的溫度和時(shí)間烘干和使用保溫桶；正確選用焊接工藝參數(shù)，如焊接電流應(yīng)適當(dāng)；焊接環(huán)境濕度控制在低于60%的范圍內(nèi)；掌握好運(yùn)棒速度，從而有效遏制此缺陷的再次發(fā)生。

2.1.2 表面氣孔：通過(guò)檢查焊縫表面，能直觀的看呈圓形、橢圓形或針頭形狀，孤立存在或群分布的孔洞：如圖2所示：這是蒸發(fā)室筒體焊接，采用埋弧自動(dòng)焊，根據(jù)制造車(chē)間和焊接工藝對(duì)造成氣孔原因進(jìn)行分析：工件焊接部位被污染；焊劑吸潮或不干凈；焊接時(shí)焊劑覆蓋不充分；熔渣黏度過(guò)大。

防治措施：對(duì)于分析結(jié)果進(jìn)行改正，焊前應(yīng)在徹底清理后立即施焊；嚴(yán)格按照生產(chǎn)廠家規(guī)定的烘干溫度和時(shí)間進(jìn)行焊劑的烘培；焊接過(guò)程中應(yīng)采取防止焊劑滑落的措施，保持一定的焊劑厚度；根據(jù)焊劑的使用情況調(diào)整焊劑化學(xué)成分，以降低熔渣黏度。

2.2 裂縫

焊接接頭裂紋是壓力容器及焊接結(jié)構(gòu)中最危險(xiǎn)的一種缺陷，常易造成突然破壞。

通過(guò)射線探傷片可以清晰看到中間有條黑色線條這是一條典型的焊接熱裂紋。是在焊接過(guò)程中焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)時(shí)所產(chǎn)生的裂紋。它是一種不允許存在的危險(xiǎn)焊接缺陷。

防治措施：對(duì)防止熱裂紋要嚴(yán)格控制母材及焊條中S、P等有害雜質(zhì)含量，降低熱裂紋的敏感性，調(diào)節(jié)焊縫金屬的化學(xué)成分，限制易偏析元素含量，改善焊縫組織，細(xì)化晶粒，減少或分散偏析程度；采用堿性焊條，選用合適的焊接工藝參數(shù)，適當(dāng)提高焊縫成形系數(shù)（即焊縫斷面寬與深的比值）和采用多層多道排焊法；避免弧坑裂紋，收弧時(shí)采用與母材相同的引出板或逐漸滅弧，并填滿弧坑；改進(jìn)焊接結(jié)構(gòu)型式或采用合理的焊接順序，提高焊縫冷卻收縮時(shí)的自由度。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，奧氏體不銹鋼的焊接是有其獨(dú)特特點(diǎn)的，奧氏體不銹鋼在焊接時(shí)焊接材料的選用尤其值得注意，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐證明，針對(duì)奧氏體不銹鋼材料實(shí)施合理的焊接工藝，焊接材料必須根據(jù)母材和工作條件（包括工作溫度和接觸介質(zhì)等）來(lái)選用。這樣才有可能能達(dá)到所預(yù)期的焊接質(zhì)量。