熔化焊的各種方法均可用來焊接鉻系馬(ma)氏體(ti)不(bu)銹鋼,但最常用的方法是手工焊條電弧焊和鎢極氬弧焊。當采用手工焊條電弧焊時應盡可能采用低氫、超低氫焊條,焊前焊條要經過300~350℃的高溫烘烤以減少擴散氫的含量,降低冷裂紋的敏感性。鎢極氬弧焊(TIC)主要使用于薄壁構件和管道焊件,以及重要部件的打底焊。TIG焊的特點是焊接質量高,焊縫成型美觀,可單面焊雙面成型,保證鋼管內焊縫的成型質量。焊接時為防止背面氧化,打底焊通常采取氬氣背面保護的措施。Ar+CO2或Ar+O2的富氬混合氣體保護熔化極焊也常用于焊接馬氏體不銹鋼,具有焊接效率高、焊縫質量較好以及焊縫金屬具有較高抗氫致(冷)裂紋的特點。表6-6是已標準化的Cr13型馬氏體及低碳鉻-鎳-鉬系馬氏體不銹鋼常用焊材和焊接方法。
鉻系(xi)馬氏體不(bu)銹鋼,因焊接性(xing)較差,采(cai)用(yong)與母材(cai)成分相同的(de)焊材(cai)時,通(tong)常均(jun)應(ying)采(cai)取焊前預熱(re),焊后熱(re)處(chu)理(li)。但當焊件(jian)的(de)拘束度大,且難(nan)以(yi)(yi)(yi)進行預熱(re)和焊后熱(re)處(chu)理(li)時,也可以(yi)(yi)(yi)采(cai)用(yong)奧氏體型(xing)焊接材(cai)料(見表6-3),以(yi)(yi)(yi)提(ti)高焊接接頭的(de)塑性(xing)和韌性(xing),防止裂紋(wen)的(de)發生。
但奧氏(shi)體或以(yi)奧氏(shi)體為主的(de)焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu)強(qiang)度要低(di)于(yu)馬(ma)氏(shi)體母(mu)材(cai)(cai),而且(qie)由于(yu)焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu)的(de)化學成分和顯微組織與母(mu)材(cai)(cai)差別較大,焊(han)(han)接(jie)殘余(yu)應(ying)力較大,對于(yu)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)使用性(xing)能會產生(sheng)不(bu)利影響,特別是對接(jie)頭的(de)疲勞(lao)蠕變性(xing)能和應(ying)力腐(fu)蝕破裂不(bu)利。因此,采用奧氏(shi)體焊(han)(han)材(cai)(cai)時,應(ying)根據使用條件嚴格選擇,并要求(qiu)進行(xing)工藝評(ping)定(ding)。有時還可采用鎳基合(he)金焊(han)(han)材(cai)(cai),使焊(han)(han)縫(feng)的(de)膨脹系數與母(mu)材(cai)(cai)接(jie)近,盡量降(jiang)低(di)焊(han)(han)接(jie)殘余(yu)應(ying)力和高溫熱(re)應(ying)力。
由于馬氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)焊接性較差,焊接馬氏體不銹鋼時,不論用手工電弧焊、藥芯焊絲半自動焊接或自動焊,還是用氣體保護焊(TIG或MIG)、自動埋弧焊,都必須預熱,保持層間溫度,并進行焊后處理。預熱溫度一般為200~300℃.雖然馬氏體轉變溫度甚高,但并不推薦采用高于300℃的預熱與層間溫度。鋼中的含碳量仍然是一個主要因素,由它來選擇預熱溫度,當然還與工件厚度有關。
一旦要采取焊后熱處理措施,必須全面考慮冶金因素的利弊。
藥芯焊絲與埋弧焊、體保護焊(包括熔化(hua)極(ji)與非熔化(hua)極(ji))焊絲的熔敷金屬(shu)、化(hua)學(xue)成分與手(shou)工電弧焊條(tiao)僅(jin)在(zai)硅(gui)、銅、錳含量上有些區別,其他基本一樣。
馬氏體不銹鋼焊后熱(re)處理的作用有兩點:一(yi)是(shi)通過退(tui)(tui)(tui)火(huo)降低焊縫金屬與熱(re)影響區的硬度(du),以改善韌性;二是(shi)降低焊接(jie)殘余應(ying)力(li)。通常(chang)對這類鋼的焊后熱(re)處理采用亞(ya)臨界退(tui)(tui)(tui)火(huo)及(ji)完(wan)(wan)全(quan)退(tui)(tui)(tui)火(huo)。完(wan)(wan)全(quan)退(tui)(tui)(tui)火(huo)適(shi)(shi)用于把多相組成的熱(re)影響區轉化為含鐵素(su)體的組織。完(wan)(wan)全(quan)退(tui)(tui)(tui)火(huo)需有適(shi)(shi)當的過程控制,只有在要求取得最為軟(ruan)化的條件下才采用,因為它有形成粗(cu)大碳化物的副作用。
電(dian)阻點焊(han)、閃光(guang)焊(han)、電(dian)子束焊(han)以及高頻(pin)電(dian)阻焊(han)皆(jie)可用于馬(ma)氏體不銹鋼的焊(han)接,注(zhu)意(yi)事(shi)項同上面電(dian)弧焊(han)中所述相同。