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奧氏體不銹鋼的焊接性良好,焊接時一般不需要采取特殊的工藝措施。但是,如果焊條選擇不當,會產生一些焊接缺陷。
例如,選用碳鋼焊條焊接不銹鋼,會使不銹鋼產生晶間腐蝕,受到晶間腐蝕的不銹鋼會失去抗腐蝕的能力,而且會在應力作用下沿晶界斷裂,強度幾乎完全喪失,是奧氏體不銹鋼危險的一種破壞形式。
常溫環(huán)境的優(yōu)勢
在適宜的常溫環(huán)境下(一般認為 15 - 25℃),焊接質量相對更易。此時,焊縫的冷卻速度適中,既能避免過快冷卻產生淬硬組織和過大應力,又不會因過慢冷卻導致晶粒粗大。焊條的性能也能得到較好發(fā)揮,電弧穩(wěn)定,藥皮能正常發(fā)揮保護和冶金作用,有利于獲得成型良好、質量穩(wěn)定的焊縫。
常見型號及用途
E4303:是常用的碳鋼焊條之一,藥皮類型為鈦鈣型,交直流兩用,適用于焊接較薄的低碳鋼構件以及強度要求不高的碳鋼結構,如一般的建筑結構、管道安裝等。
E5015:屬于低氫鈉型藥皮焊條,采用直流反接。其焊縫金屬具有較高的強度和抗裂性能,常用于焊接中碳鋼和強度級別較高的低碳鋼構件,如壓力容器、橋梁等對焊接質量要求較高的結構。
E5016:低氫鉀型藥皮焊條,交直流兩用。它在焊接工藝性能上比 E5015 更具優(yōu)勢,適用于焊接各種碳鋼結構,特別是在一些對焊接效率和操作便利性有要求的場合,如野外施工等。
注意事項
焊條保存:焊條應存放在干燥、通風良好的倉庫內,避免受潮。倉庫內的溫度應保持在 5℃ - 40℃,相對濕度不超過 60%,防止焊條因受潮而影響焊接質量。
焊接環(huán)境:焊接環(huán)境溫度不宜過低,當環(huán)境溫度低于 0℃時,應采取預熱措施,如對焊件進行預熱,以防止焊縫產生裂紋等缺陷。同時,要避免在大風、下雨或濕度較大的環(huán)境中焊接,如無法避免,應采取相應的防護措施,如設置防風棚、烘干焊件等。
與母材匹配:根據(jù)碳鋼母材的強度等級和化學成分,選擇合適型號的碳鋼焊條,確保焊縫金屬與母材在力學性能和化學成分上相匹配,以焊接接頭的質量。
安全防護:焊接過程中會產生弧光、煙塵和有害氣體等,操作人員應佩戴好防護面罩、手套等個人防護用品,防止弧光灼傷眼睛和皮膚,同時要保持焊接現(xiàn)場通風良好,減少煙塵和有害氣體對人體的危害。
焊接環(huán)境溫度對碳鋼焊條的焊接質量有顯著影響,具體如下:
低溫環(huán)境的影響
產生淬硬組織:環(huán)境溫度過低時,焊接冷卻速度過快,焊縫及熱影響區(qū)易形成淬硬組織,如馬氏體。馬氏體硬度高、韌性差,使焊接接頭的脆性增加,裂紋敏感性增大。尤其對于含碳量較高或合金元素較多的碳鋼,這種現(xiàn)象更為明顯。
增大焊接應力:低溫下,焊件整體溫度較低,焊接過程中焊縫金屬與周圍母材的溫差更大。焊接后,焊縫收縮時受到低溫母材的約束,會產生較大的焊接應力。當應力超過材料的屈服強度時,就可能導致焊接接頭出現(xiàn)裂紋,特別是在焊縫的根部、收弧處等應力集中部位。
影響焊條性能:低溫會使焊條的藥皮變脆,在焊接過程中可能出現(xiàn)藥皮脫落的現(xiàn)象,影響藥皮對焊縫的保護作用和冶金反應效果。此外,低溫還會使焊條的引弧和穩(wěn)弧性能變差,電弧穩(wěn)定性降低,導致焊接過程不穩(wěn)定,影響焊縫的成型和質量。
焊接過程控制
選擇合理焊接參數(shù):根據(jù)焊件的厚度、焊接位置和焊條直徑等因素,選擇合適的焊接電流、電壓和焊接速度。焊接電流不宜過大,否則會導致焊縫過熱,晶粒粗大,增加裂紋傾向;焊接速度不宜過快,以免焊縫冷卻速度過快產生裂紋。例如,使用直徑 3.2mm 的焊條焊接時,平焊位置的焊接電流一般為 100 - 130A,焊接電壓為 20 - 25V,焊接速度控制在 30 - 50cm/min。
采用正確運條方法:根據(jù)焊縫的形狀和尺寸,選擇合適的運條方法,如直線形、鋸齒形、月牙形等。運條過程中要保持均勻的速度和穩(wěn)定的電弧長度,避免出現(xiàn)斷弧、收弧過快等情況,焊縫金屬的良好熔合和成型。
控制層間溫度:多層多道焊時,要控制好層間溫度,使其不低于預熱溫度且不規(guī)定的上限溫度。例如,對于一般碳鋼焊件,層間溫度宜控制在 150 - 250℃之間,防止層間溫度過高導致焊縫組織過熱,或過低使焊接應力增大。
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