不銹鋼的焊接工藝及設備

?不銹鋼的焊接工藝及設備

1、 不銹鋼材料分類

1.1馬氏體不銹鋼 [   1Cr13、2Cr13、3Cr16   ]  

1.2鐵素體不銹鋼[1Cr17(430)、1Cr17Mo、00Cr18Mo2]

1.3奧氏體不銹鋼 [ 0Cr19Ni9 (304)、0Cr18Ni8（308）、00Cr18Ni12Mo2Ti (316L)、       0Cr25Ni13（309）、 0Cr25Ni20]

1.4奧氏體+鐵素體雙相不銹鋼 [0Cr26Ni5Mo2、2203、2205、2209]

1.5奧氏體不銹鋼+低合金鋼復合材料的焊接；

1.6奧氏體不銹鋼與其它材料的異種鋼焊接；

2、不銹鋼的焊接性分析

2.1不銹鋼焊接的主要工藝難度是：

〈2〉 不銹鋼材料熱敏感性較強，在 450--850℃溫度區內停留時間稍長，焊縫及熱影響區耐腐蝕性能嚴重下降。

〈3〉   容易發生熱裂紋。

〈4〉 保護不良，高溫氧化嚴重。

〈5〉 線膨脹系數大，產生較大的焊接變形。

2.2焊接奧氏體不銹鋼要采取的工藝措施：

〈1〉 要依據母材的化學成分，嚴格選擇焊接材料。

〈2〉 采用小電流.，快速焊接；小線能量， 減少熱輸入。

〈3〉 細直徑焊絲、焊條，不擺動，多層多道焊。

〈4〉 焊縫及熱影響區強制冷卻，減少450--850℃停留時間。

〈5〉 TIG焊縫背面氬氣保護。

〈6〉 與腐蝕介質接觸的焊縫最后焊接。

〈7〉 焊縫及熱影響區鈍化處理。

2.3奧氏體不銹鋼和碳鋼、低合金鋼焊接（異種鋼焊接）要選用25—13系列的焊絲（309、309L）及焊條（奧312、奧307等）。如采用其它不銹鋼焊材，在碳鋼、低合金鋼一側熔合線上產生馬氏體組織，會產生冷裂紋。

2.4 實心不銹鋼焊絲脈沖MIG焊接時，如果采用純氬氣體保護，熔池表面張力大，焊縫成型不良，呈“駝背”焊縫形狀。加1—2%的氧氣（或加2.5-3.0%CO2），降低熔池表面張力，焊縫成型平整美觀。

2.5 實心不銹鋼焊絲MIG焊縫表面發黑的原因：

實心不銹鋼焊絲MIG焊接速度較快（30—60cm/min），保護氣體噴嘴已經運行到前端熔池區，焊縫還在紅熱高溫狀態，被空氣氧化，表面生成氧化物，焊縫發黑。用酸洗鈍化方法能夠去除黑皮，恢復不銹鋼原始表面顏色。

2.6實心不銹鋼焊絲要用帶脈沖的電源才能實現射流（射滴）過渡，無飛濺焊接。

     實心不銹鋼焊絲MIG焊接時，φ1.2焊絲，當電流I≥260—280A，才能實現射流過渡；小于此值熔滴為短路過渡，飛濺較大，一般不能使用。只有使用帶脈沖的MIG電源，焊機內脈沖電流大于300A，才能實現50—260A焊接電流下的脈沖射滴過渡，無飛濺焊接。

2.7 藥芯不銹鋼焊絲用CO2氣體保護，不能用帶脈沖的電源。

目前常用的藥芯不銹鋼焊絲（如308、316、309L等），焊絲內的焊藥配方是按CO2氣體保護下產生焊接化學冶金反應而研制的，所以不能用于MAG或MIG焊接；不能用帶脈沖的弧焊電源。

不銹鋼的焊接工藝案例

   奧氏體不銹鋼的脈沖MIG焊

     母材材質：SUS304， 板厚3.0mm； 接頭形式：水平搭接； 焊絲材質：ER308 φ1.2；保護氣體：Ar98%+2%O2；焊接電流160--170A；電弧電壓 20--21V；焊接速度：45--50cm/min；焊絲干伸長：15 mm。焊接電源：350GL3脈沖MIG/MAG焊機。

焊縫成形見下圖：

脈沖MIG/MAG焊機在不銹鋼行業得到廣泛應用

汽車消聲器材質為1.2mm板厚的鐵素體不銹鋼，共三層搭接，表面滲鋁。焊絲為SF-409Ti金屬粉藥芯焊絲，焊接專機選用350GL3脈沖焊接電源，焊接電流為150--160A，電弧電壓為21--22V，焊接速度40-50cm/min，使用焊機專家系統內固化的脈沖參數，能夠精確控制熱輸入量，焊縫成形好，合格率較高。

脈沖焊機的輸出特性調整：

1)脈沖頻率和熔滴過渡頻率相匹配的最佳狀態：

    一脈一滴（脈沖頻率和熔滴過渡頻率一致），無飛濺或很小的飛濺。

   (2)脈沖頻率和熔滴過渡頻率相匹配可以用的狀態：

    一脈多滴（脈沖頻率低于熔滴過渡頻率），也是無飛濺或很小的飛濺。

   (3) 脈沖頻率和熔滴過渡頻率相匹配不可用狀態：

    多脈一滴（脈沖頻率高于熔滴過渡頻率），此時飛濺大，脈沖電弧不穩定。

（注：熔滴過渡頻率與焊絲成分、混合氣體比例、電流大小等因素有關）

   (4) 在半自動焊接和配專機焊接時，調整“脈沖特性”為 -8 -- -10，明顯降低焊機脈沖輸出頻率，達到“一脈一滴”或“一脈多滴”較佳狀態。