西安不锈钢焊接性能的介绍
西安不锈钢焊接性能的介绍
为确保不锈钢加工焊接的质量，需要对焊接加工的整个工序制定科学合理的作业程序。下面就来看下某加工厂的不锈钢焊接程序，需要事先注意的是其适用于不锈钢覆面、预埋件与相关结构件的焊接以及所有不锈钢管道与设备的焊接安装。
首先是焊接选材，应符合设计图纸与设计规范的规定。
其次是焊接方法的选择，可选用适用性较好的例如手工电弧焊或填充焊丝钨极氩弧焊。
在焊前加工前还要做好相应准备工作，焊接作业者应具备相应的专业知识与技能，有相应资格。焊接的接头型式与坡口尺寸，也要符合设计图纸要求或相关国家规范的要求。
在焊前要对待焊坡口进行检查与清洁。具体来说是在焊前，对焊接坡口及坡口两侧不小于50mm周围内做好清洁、**油、水、氧化物、灰尘等有害杂质。**的办法可依据有害杂质的具体情况进行，可使用丙酮擦洗、压缩空气吹刷或不锈钢钢丝刷刷去。焊接坡口与焊缝热影响区的表面要确保光洁、平整、没有毛刺、夹渣、裂纹，母材无分层及夹渣。此外还要采取相应的措施避免焊接飞溅物对母材表面产生的污染，例如喷涂防飞溅剂、覆盖与遮挡等。
在焊接时，需要遵守一些规定，例如焊接场所要防止容易受到风、雨、雪等的直接袭击，手工电弧焊环境的风速不大于10m/s，气体保护焊为2m/s，焊接环境湿度小于90%，温度应高于-10℃。所使用的焊接设备，其性能要保持良好，计量仪表应经计量鉴定并在有效期内。焊接电源和构件的接触要确保可靠，不能由于接触**而破坏母材。要防止在焊接坡口之外的母材上引、熄弧，有必要时，还要在焊缝起止处加与母材相同的引、熄弧板。
在点焊前要调整好装配间隙、错口等做检查。点焊使用和实际施工相一致的焊接方法和工艺。不锈钢焊接件可使用机加工或等离子切割机配合磨光机做坡口加工，坡口表面要保持光洁，并依照图纸要求做好组对。可以使用不锈钢钢丝刷将坡口表面及两侧50mm范围内清理干净；采用氩弧焊时，还要用丙酮进行擦洗；手工电弧焊时，应在坡口两侧刷上防飞溅剂。
在不锈钢加工焊接时，为控制焊接应力和焊后变形，构件焊缝的焊接顺序与具体要求，执行施工方案或程序、焊接工艺卡的规定。单面焊的双面成形，要优先使用氩弧焊打底，手工电弧焊填充。氩弧焊打底时，反面要使用氩气保护措施。在双面焊时，在封底焊前，要使用砂轮打磨的方法清根，去除根部缺陷。在多层焊的情况，要使用低热输入，防止焊接电弧的横向摆动，焊层要薄，焊道间的层间温度不能高于150℃，从而降低焊件局部过热。在多层焊接加工时，每焊完一层要做目视检查，去除会影响后续焊道的焊接缺陷。各层道的起止处要尽量错开，焊道衔接要保持平缓过渡。氩弧焊施焊时，要遵守先送气后起弧、熄弧后再停气的原则，氩气的纯度应大于99.9%。在焊缝组装与焊接整个过程中应严格控制不锈钢与碳钢接触，可使用不锈钢垫片、木板进行隔离或在碳钢表面刷油漆做隔离。在**缺陷时，要使用不锈钢施工专用工具，来避免铁素体受到污染。在焊接完毕后，焊工要仔细清理焊缝表面，并交付检验。
选择不锈钢是因为它们具有更强的耐腐蚀性，高温抗氧化性或其强度。对不同类型的不锈钢进行了鉴定，并对可用于制造不锈钢部件的焊接工艺和技术提供指导，而不会损害材料的腐蚀，氧化和机械性能或将缺陷引入焊缝。
不锈钢材料的独特性能源于在不锈钢中添加合金元素，主要是铬和镍。通常，生产不锈钢需要超过10%的铬。四种牌号的不锈钢根据其材料特性和焊接要求进行了分类：奥氏体、铁素体、马氏体、奥氏体铁素体（双相）不锈钢。
合金基团主要根据其微观结构来指定。前三种由单相组成，但第四种组包含铁素体和奥氏体。
由于镍（加上碳，锰和氮）促进奥氏体和铬（加上硅，钼和铌）促进铁素体的形成，所以市售不锈钢焊缝的结构可以基于其化学成分进行大量预测。
由于不同的微观结构，合金组具有不同的焊接特性和对缺陷的敏感性。
奥氏体不锈钢的组成通常在16-26％铬（Cr）和8-22％镍（Ni）的范围内。用于焊接制造的常用合金是304型，其含有约18％的Cr和10％的Ni。这些合金可以使用任何电弧焊接工艺（TIG，MIG，MMA和SA）轻松焊接。由于它们在冷却时不可硬化，它们表现出良好的韧性，并且不需要预焊接或焊后热处理。
尽管奥氏体不锈钢易于焊接，但会发生焊接金属和热影响区裂纹。在含有少量铁氧体的裂纹敏感性更高的完全奥氏体组织中，焊缝金属凝固裂纹更可能发生。铁素体的有益效果主要归因于其溶解有害杂质的能力，否则这些杂质会形成低熔点偏析和枝晶间裂纹。
由于显微组织中5-10％铁素体的存在是非常有益的，所以填料组成的选择对于抑制开裂的风险是至关重要的。舍弗勒图表显示了不同成分的铁素体 - 奥氏体平衡。例如，当焊接304型不锈钢时，使用具有略微不同合金含量的308型填充材料。
在不锈钢焊接性能中，铁素体不锈钢的Cr含量通常在11-28％的范围内。常用的合金包括430级，具有16-18％的Cr和407级具有10-12％的Cr。由于这些合金可以被认为主要是单相和不可硬化的，因此它们可以很容易地进行熔焊。然而，粗粒HAZ韧性差。
焊接铁素体不锈钢的主要问题是HAZ韧性差。过度的晶粒粗化可能导致高度受限的接头和厚截面材料的开裂。焊接薄型材料时（小于6mm）不需要特殊的预防措施。
在较厚的材料中，需要采用低热量输入以使晶粒粗化区的宽度和奥氏体填料的宽度*小化，以产生更坚韧的焊接金属。尽管预热不会降低晶粒尺寸，但会降低HAZ冷却速度，使焊缝金属保持在韧脆转变温度以上，并可能降低残余应力。预热温度应在50-250度范围内。C取决于材料成分。
*常见的马氏体合金，例如410型，具有适度的铬含量，12-18％的Cr，具有低Ni，但更重要的是具有相对较高的碳含量。与焊接奥氏体和铁素体不锈钢牌号相比，主要区别在于潜在的硬质HAZ马氏体结构和匹配成分焊接金属。材料可以成功焊接，提供预防措施以避免热影响区开裂，特别是厚壁部件和高度受限制的连接处。
HAZ中的高硬度使得这种类型的不锈钢非常容易发生氢裂纹。随着碳含量的增加，开裂的风险通常会增加。为降低风险必须采取的预防措施包括：使用低氢工艺（TIG或MIG），并确保焊剂或助焊剂涂层的消耗品按照制造商的说明进行干燥（MMA和SAW）；预热到200到300度左右。C.实际温度取决于焊接工艺，化学成分（特别是Cr和C含量），截面厚度以及进入焊缝金属的氢量；保持建议的*小间隔温度。
进行焊后热处理，例如在650-750℃下进行。C.时间和温度将由化学成分确定。通常低于3mm的薄型低碳材料通常可以在没有预热的情况下进行焊接，只要使用低氢工艺，接头具有低限制性，并且关注清洁接头区域。更厚的部分和更高的碳（> 0.1％）材料可能需要预热和焊后热处理。在焊接后立即进行焊后热处理，不仅可以回火（韧化）结构，还可以使氢从焊缝金属和热影响区扩散开来。
双相不锈钢具有几乎相等比例的奥氏体和铁素体的两相结构。*普通的双相钢的组成通常在22-26％Cr，4-7％Ni和0-3％Mo范围内，通常用少量氮（0.1-0.3％）来稳定奥氏体。现代双相钢易于焊接，但必须严格遵守程序，特别是保持热输入范围，以获得正确的焊接金属结构。
尽管可以使用大多数焊接工艺，但通常可以避免低热输入焊接程序。通常不需要预热，必须控制*高层间温度。填料的选择非常重要，因为它被设计用于生产具有铁素体 - 奥氏体平衡的焊接金属结构以匹配母材。为了补偿氮气损失，填料可能会与氮气混合，或者保护气体本身可能含有少量的氮气。
