(1)普通纯度铁素体不锈钢普通纯度铁素体不锈钢的焊接方法通常采用焊条电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊(MIG、MAG)、埋弧焊和激光焊等。
1)焊条电弧焊。填充金属主要分两类:即同质的铁素体焊条及异质的奥氏体(或镍基合金)焊条。
用同质焊条焊成的焊缝金属其优点是:焊缝金属与母材金属有一样的颜色和形貌,相同的线胀系数和大体相似的耐腐蚀性,但抗裂性较差。用异质奥氏体焊条所焊成的焊缝具有很好的塑性,应用较多,但要控制好母材金属对奥氏体焊缝金属的稀释。不过,用异质焊条时,同样不能防止热影响区的晶粒长大,焊缝金属易于形成马氏体组织,而且焊缝金属与母材金属的色泽也不大相同。
表4-15介绍了焊接普通纯度铁素体不锈钢常用的同质和异质焊条的型号和牌号。
普通纯度体素铁不锈钢用焊条电弧焊进行对接平焊时,坡口形式及焊接参数见表4-16。从表中可以看出,为了抑制焊接区的铁素体晶粒过分长大,应采用小的焊接线能量。施焊时尽量减少焊缝截面,多道焊时,道间温度要与预热温度相近。
用同质焊条对1 Crl7、Cr30钢进行对接焊时,其焊缝金属的化学成分及焊接接头力学性能分别见表4-17及表4-18。
2)其他焊接方法。美国AWSA5.22中规定了焊接普通纯铁素体不锈钢用药芯焊丝的熔敷金属的化学成分,见表4-19。
美国AWSA5.9中,规定了焊接普通纯铁素体不锈钢埋弧焊、熔化极和钨极氩弧焊焊丝的熔敷金属化学成分见表4-20。从表中可以看出,ER26-1是一种纯度很高的埋弧焊焊丝,但在埋弧焊焊接过程中,由于焊剂的影响,其焊缝金属的纯度可能会降低。
3)焊接工艺。焊接过程中,尽量减少焊接接头在高温的停留时间,以免焊接接头(包括焊缝金属及焊接热影响区)铁素体组织的晶粒过分长大,从而提高焊接接头的塑性。也可采取焊后强制的冷却方法来减少高温脆化和475℃脆化,及防止裂纹的形成。
①无论采用何种焊接方法,都应采用小的焊接线能量,选用小直径的焊接材料。
②采用窄焊缝技术和快的焊接速度进行多层多道焊。焊接时,焊接材料不允许进行摆动施焊。
③多层焊时,要严格控制层间温度在150℃左右,不宜连续施焊。
④采用强制冷却焊缝的方法,以减少焊接接头的高温脆化和475℃脆性,同时还可以减少过热,其方法是通氩冷却或通水冷铜垫板等。
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(2)超高纯度高铬铁素体不锈钢超高纯度高铬铁素体不锈钢熔焊的方法有氩弧焊、等离子弧焊和真空电子束焊等。采用这些焊接方法的主要目的是使焊接熔池能得到良好的保护,净化焊接熔池表面,不受污染。
采用的工艺措施如下:
1)增加熔池保护,如采用双层气体保护,用气体透镜,增大喷嘴直径,适当增大氩气流量;或者采取在焊枪后面加保护气体托罩的办法,延长对焊接熔池的保护时间。
2)焊接时要采用提前送氩气,滞后停气的焊接设备,使焊缝始末端均在有效气体保护范围内。
3)提高氩气纯度,用高纯度的氩气进行焊接,以减少氮和氧的含量,提高焊缝金属的净化程度。
4)提高焊工操作技能,填充焊丝时不允许焊丝末端离开保护区。
5)焊缝背面要通过氩气保护,最好采用通氩的水冷铜垫板,减少过热,增加冷却速度。
6)尽量减少热输入,多层焊时控制层间温度低于100℃。
表4-21和表4-22所示为某厂批量生产的板厚为6mm热轧00Cr26Mo1板材与焊丝化学成分和焊接接头与板材的力学性能。