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不锈钢的焊接工艺及设备

来源:济南广烁焊接设备有限公司作者:广烁焊接网址:http://www.jnguangshuo.com
文章附图

不锈钢的焊接工艺及设备

1、 不锈钢材料分类

1.1马氏体不锈钢 [   1Cr13、2Cr13、3Cr16   ]  

1.2铁素体不锈钢[1Cr17(430)、1Cr17Mo、00Cr18Mo2]

1.3奥氏体不锈钢 [ 0Cr19Ni9 (304)、0Cr18Ni8(308)、00Cr18Ni12Mo2Ti (316L)、       0Cr25Ni13(309)、 0Cr25Ni20]

1.4奥氏体+铁素体双相不锈钢 [0Cr26Ni5Mo2、2203、2205、2209]

1.5奥氏体不锈钢+低合金钢复合材料的焊接;

1.6奥氏体不锈钢与其它材料的异种钢焊接;


2、不锈钢的焊接性分析

2.1不锈钢焊接的主要工艺难度是:

〈2〉 不锈钢材料热敏感性较强,在 450--850℃温度区内停留时间稍长,焊缝及热影响区耐腐蚀性能严重下降。

〈3〉   容易发生热裂纹。

〈4〉 保护不良,高温氧化严重。

〈5〉 线膨胀系数大,产生较大的焊接变形。

2.2焊接奥氏体不锈钢要采取的工艺措施:

〈1〉 要依据母材的化学成分,严格选择焊接材料。

〈2〉 采用小电流.,快速焊接;小线能量, 减少热输入。

〈3〉 细直径焊丝、焊条,不摆动,多层多道焊。

〈4〉 焊缝及热影响区强制冷却,减少450--850℃停留时间。

〈5〉 TIG焊缝背面氩气保护。

〈6〉 与腐蚀介质接触的焊缝最后焊接。

〈7〉 焊缝及热影响区钝化处理。

2.3奥氏体不锈钢和碳钢、低合金钢焊接(异种钢焊接)要选用25—13系列的焊丝(309、309L)及焊条(奥312、奥307等)。如采用其它不锈钢焊材,在碳钢、低合金钢一侧熔合线上产生马氏体组织,会产生冷裂纹。

2.4 实心不锈钢焊丝脉冲MIG焊接时,如果采用纯氩气体保护,熔池表面张力大,焊缝成型不良,呈“驼背”焊缝形状。加1—2%的氧气(或加2.5-3.0%CO2),降低熔池表面张力,焊缝成型平整美观。

2.5 实心不锈钢焊丝MIG焊缝表面发黑的原因:

实心不锈钢焊丝MIG焊接速度较快(30—60cm/min),保护气体喷嘴已经运行到前端熔池区,焊缝还在红热高温状态,被空气氧化,表面生成氧化物,焊缝发黑。用酸洗钝化方法能够去除黑皮,恢复不锈钢原始表面颜色。

2.6实心不锈钢焊丝要用带脉冲的电源才能实现射流(射滴)过渡,无飞溅焊接。

     实心不锈钢焊丝MIG焊接时,φ1.2焊丝,当电流I≥260—280A,才能实现射流过渡;小于此值熔滴为短路过渡,飞溅较大,一般不能使用。只有使用带脉冲的MIG电源,焊机内脉冲电流大于300A,才能实现50—260A焊接电流下的脉冲射滴过渡,无飞溅焊接。

2.7 药芯不锈钢焊丝用CO2气体保护,不能用带脉冲的电源。

目前常用的药芯不锈钢焊丝(如308、316、309L等),焊丝内的焊药配方是按CO2气体保护下产生焊接化学冶金反应而研制的,所以不能用于MAG或MIG焊接;不能用带脉冲的弧焊电源。

不锈钢的焊接工艺案例

   奥氏体不锈钢的脉冲MIG焊

     母材材質:SUS304, 板厚3.0mm; 接头形式:水平搭接; 焊丝材質:ER308 φ1.2;保护气体:Ar98%+2%O2;焊接电流160--170A;电弧电压 20--21V;焊接速度:45--50cm/min;焊丝干伸长:15 mm。焊接电源:350GL3脉冲MIG/MAG焊机。

焊缝成形见下图:

脉冲MIG/MAG焊机在不锈钢行业得到广泛应用

汽车消声器材质为1.2mm板厚的铁素体不锈钢,共三层搭接,表面渗铝。焊丝为SF-409Ti金属粉药芯焊丝,焊接专机选用350GL3脉冲焊接电源,焊接电流为150--160A,电弧电压为21--22V,焊接速度40-50cm/min,使用焊机专家系统内固化的脉冲参数,能够精确控制热输入量,焊缝成形好,合格率较高。

脉冲焊机的输出特性调整:

1)脉冲频率和熔滴过渡频率相匹配的最佳状态:

    一脉一滴(脉冲频率和熔滴过渡频率一致),无飞溅或很小的飞溅。

   (2)脉冲频率和熔滴过渡频率相匹配可以用的状态:

    一脉多滴(脉冲频率低于熔滴过渡频率),也是无飞溅或很小的飞溅。

   (3) 脉冲频率和熔滴过渡频率相匹配不可用状态:

    多脉一滴(脉冲频率高于熔滴过渡频率),此时飞溅大,脉冲电弧不稳定。

(注:熔滴过渡频率与焊丝成分、混合气体比例、电流大小等因素有关)

   (4) 在半自动焊接和配专机焊接时,调整“脉冲特性”为 -8 -- -10,明显降低焊机脉冲输出频率,达到“一脉一滴”或“一脉多滴”较佳状态。