不銹鋼焊絲可分為不銹鋼實芯焊絲和不銹鋼藥芯焊絲。
不銹鋼實芯焊絲既可用惰性氣體保護焊(TIG,MIG焊)。也可用于埋弧焊。不銹鋼MIG焊既可達到高效焊接,又容易實現(xiàn)焊接自動化,廣泛用于堆焊及薄板接等領域。MIG焊用焊絲化學成分與TIG焊絲一樣,但對某些不銹鋼品種,還有一種SI含量較高的MIG焊絲,如與ER308,ER309焊絲對應的ER308Si,ER309Si等,由于含Si高達0.8%左右,降低了熔滴金屬的表面張力,使熔滴顆粒變細,更容易實現(xiàn)噴射過度,使電弧變得更穩(wěn)定。同時還能改善熔滴金屬的濕潤性,使焊道波紋美觀,不易產生未焊透,夾渣,氣孔等缺餡。埋弧焊用不銹鋼實芯焊絲,其化學成分與氣保焊不銹鋼焊絲一樣,但應配用無猛中硅氟或無錳低硅高氟型熔煉焊劑。
不銹鋼藥芯焊絲可以像碳鋼和低合金鋼藥芯焊絲一樣,對不銹鋼進行既簡便又高效的焊接,不銹鋼藥芯焊絲的應用以MAG焊為主,進行MAG焊時具有如下特點;1)與手工焊相比,熔敷速度可提高2-4倍,其熔敷效率高達90%(不銹鋼焊條僅55%)2)對電流,電壓的適應范圍大,焊接條件設定較為容易,易于進行半自動和自動化焊接。3)脫渣性良好,焊道表面光澤。另外,飛濺很少,電弧穩(wěn)定性優(yōu)良,X射線合格
不銹鋼焊絲根據(jù)其化學成分、機械性能和應用領域可分為多種類型。
主要分類包括:
奧氏體不銹鋼焊絲、馬氏體不銹鋼焊絲、鐵素體不銹鋼焊絲以及雙相不銹鋼焊絲。
每種類型都針對特定的不銹鋼母材和焊接要求進行優(yōu)化。
不銹鋼焊絲的型號繁多,以AWS (美國焊接學會) 標準為例,常見的有:
E308L焊絲:這是最常用的一種奧氏體不銹鋼焊絲,適用于焊接304、304L等超低碳不銹鋼。
其主要特點是碳含量極低,能有效抵抗晶間腐蝕,廣泛應用于食品、化工、醫(yī)療器械等行業(yè)。
E309L焊絲:主要用于異種鋼焊接,例如不銹鋼與碳鋼或低合金鋼的連接,也可用于309型不銹鋼的焊接。
其熔敷金屬具有良好的抗裂性和耐熱性。
E316L焊絲:專為焊接316、316L等含鉬奧氏體不銹鋼設計,具有優(yōu)異的耐點蝕和縫隙腐蝕能力。
特別適用于海洋環(huán)境、化工廠以及紙漿和造紙工業(yè)中的設備焊接。
E347焊絲:含鈮穩(wěn)定化的奧氏體不銹鋼焊絲,用于焊接321和347型穩(wěn)定化不銹鋼。
它能有效防止焊接過程中碳化物析出,從而提高抗晶間腐蝕性能。
E410焊絲:屬于馬氏體不銹鋼焊絲,用于焊接410型不銹鋼及類似成分的馬氏體不銹鋼。
其熔敷金屬具有良好的強度和硬度,但韌性相對較低,常用于修復和堆焊。
E2209焊絲:雙相不銹鋼焊絲的典型代表,適用于焊接2205等雙相不銹鋼。
其熔敷金屬兼具奧氏體和鐵素體的優(yōu)點,具有優(yōu)異的強度、韌性和抗應力腐蝕開裂能力,廣泛應用于石油、天然氣、化工等嚴苛環(huán)境。
此外還有如E308、E309、E316等高碳型號,以及針對特定需求的E310、E330等耐熱不銹鋼焊絲。
選擇不銹鋼焊絲的核心原則是“成分相近,性能相符”。
首先,應參照待焊接的母材牌號,選擇化學成分與母材相近或相匹配的焊絲,以確保熔敷金屬與母材具有相似的機械性能和耐腐蝕性能。
其次,考慮焊接接頭的工作環(huán)境和服役條件。
例如,在腐蝕性介質中,需要選擇具有更高耐腐蝕性的焊絲,如含鉬的E316L。
如果焊接后需要進行熱處理,則應考慮焊絲在熱處理后的性能穩(wěn)定性。
對于異種鋼焊接,則需要選擇能夠兼容兩種不同金屬的焊絲,如E309L。
最終,咨詢專業(yè)的焊材供應商或查閱焊材技術手冊是確保正確選擇的關鍵。
不銹鋼焊絲可用于多種焊接工藝,最常見的包括:
手工電弧焊 (SMAW):使用涂有藥皮的焊條,操作靈活,適用于各種位置的焊接,但對焊工技能要求較高。
需注意控制電弧長度和運條方式,確保焊道成形良好。
氣體保護焊 (GTAW/TIG):即氬弧焊,使用惰性氣體(如氬氣)保護,焊接質量高,焊縫成形美觀,適用于薄板和精密件的焊接。
需嚴格控制保護氣體純度,防止氧化和氣孔。
熔化極氣體保護焊 (GMAW/MIG/MAG):使用連續(xù)送進的焊絲和氣體保護,焊接效率高,適用于中厚板的焊接。
MIG通常使用惰性氣體(如氬氣),適用于不銹鋼;MAG則使用活性氣體,不適用于不銹鋼。
需要注意的是,不銹鋼焊接過程中,應盡量采用小電流、快速焊,以減少熱輸入,避免出現(xiàn)熱裂紋和晶間腐蝕。
焊前清潔母材表面,去除油污、銹跡等雜質也至關重要。
選擇正確的焊絲直徑和焊接參數(shù),例如電流、電壓和焊接速度,對最終的焊接質量有著決定性的影響。
不銹鋼焊絲的儲存對保持其焊接性能至關重要。
應將其儲存在干燥、通風良好的環(huán)境中,避免潮濕、雨淋和陽光直射。
潮濕會使焊絲藥皮吸潮,影響焊接工藝性能,增加氣孔和裂紋的風險。
對于焊絲盤,應保持原包裝的密封性,防止灰塵和污染。
開封后的焊絲應盡快使用,或妥善密封保存,以防受潮或表面氧化。
對于有特殊要求的焊絲,如低氫型焊絲,可能還需要在規(guī)定溫度下進行烘干處理后才能使用。
判斷不銹鋼焊絲質量好壞可以從多個方面綜合考量:
外觀檢查:優(yōu)質焊絲表面應光潔,無銹蝕、油污、飛濺等缺陷,藥皮均勻附著,無脫落或裂紋。
焊絲尺寸應符合標準。
產品認證:查看焊絲是否具有國際或國內權威機構的認證,如ISO、CE、AWS等,這通常是質量的初步保證。
焊接性能:通過實際焊接試驗,觀察焊絲的起弧性能、電弧穩(wěn)定性、熔池的流動性、焊渣的可剝離性以及焊縫成形。
優(yōu)質焊絲應具有良好的操作性,焊縫飽滿,成形美觀。
力學性能和化學成分:查閱焊材的技術數(shù)據(jù),確保熔敷金屬的化學成分和力學性能(如抗拉強度、屈服強度、延伸率、沖擊韌性等)符合相應標準和使用要求。
品牌信譽:選擇知名品牌和有良好市場口碑的供應商,他們通常有更嚴格的質量控制體系。
不銹鋼電焊條,也常被稱為不銹鋼焊材或不銹鋼焊條,是一種用于連接不銹鋼部件的焊接消耗品。
它通過電弧產生的熱量熔化焊條自身和母材,冷卻后形成堅固的焊縫。
其主要作用是確保不銹鋼構件的連接強度、耐腐蝕性和美觀性,廣泛應用于化工、食品、醫(yī)療、建筑和核能等多個關鍵行業(yè),對于保證不銹鋼設備的長期穩(wěn)定運行至關重要。
不銹鋼電焊條的型號通常遵循美國焊接學會 (AWS) 或國際標準化組織 (ISO) 的標準進行分類,常見的型號標識反映了其化學成分和焊接特性,以便用戶根據(jù)實際應用需求進行精確選擇。
這些分類有助于用戶快速識別焊條的適用不銹鋼牌號和預期焊縫性能。
奧氏體不銹鋼焊條是市場上應用最廣泛的一類,主要用于焊接各類奧氏體不銹鋼。
E308-16:這是最常用的一種,用于焊接304、308等普通奧氏體不銹鋼,具有良好的綜合性能。
E308L-16:其中的“L”代表低碳,適用于焊接304L、321、347等低碳或含有穩(wěn)定化元素的不銹鋼,能有效減少碳化物析出,提高抗晶間腐蝕性能,特別是在焊接厚板時表現(xiàn)優(yōu)異。
E316-16:用于焊接316不銹鋼,含有鉬(Mo),可顯著提高焊縫的耐點蝕和耐縫隙腐蝕能力,特別適合在海洋環(huán)境或含氯介質中使用。
E316L-16:同樣是低碳型,用于焊接316L不銹鋼,其耐腐蝕性能與E316-16類似,但在降低焊縫碳含量方面表現(xiàn)更佳,進一步提升了抗晶間腐蝕能力。
E309-16:用于焊接不同類型鋼材之間的異種鋼連接,例如不銹鋼與碳鋼之間的焊接,或高鉻鋼的堆焊,能提供足夠的強度和耐腐蝕性。
E309L-16:低碳型的E309,適用于對碳含量有嚴格要求的異種鋼焊接。
E310-16:含有較高的鉻和鎳,具有優(yōu)秀的耐熱性和抗氧化性,常用于高溫環(huán)境下的不銹鋼焊接,如爐窯部件。
E347-16:含有鈮(Nb)穩(wěn)定化元素,用于焊接347不銹鋼,能有效防止晶間腐蝕,尤其在高溫使用或焊后不需要固溶處理的場合。
E330-16:適用于高溫下奧氏體不銹鋼的焊接,如高溫爐件。
除了奧氏體不銹鋼焊條,還有其他類型的不銹鋼焊條以適應不同鋼種的焊接需求。
鐵素體不銹鋼焊條:例如E430-16,主要用于焊接430、409等鐵素體不銹鋼,通常具有較好的抗氧化性。
馬氏體不銹鋼焊條:如E410-16,適用于焊接410、420等馬氏體不銹鋼,特點是焊后可進行熱處理以達到更高的硬度和強度,但需要注意預熱和焊后處理以避免脆性。
雙相不銹鋼焊條:例如E2209-16,專為2205、2507等雙相不銹鋼設計,具有優(yōu)異的耐氯離子腐蝕和高強度,廣泛應用于海洋工程和化工領域。
選擇合適的不銹鋼電焊條是確保焊接質量的關鍵步驟,它直接影響到焊縫的力學性能、耐腐蝕性和長期穩(wěn)定性。
通常,應遵循“同牌號匹配”的原則,即焊接什么牌號的不銹鋼,就選擇相對應牌號的不銹鋼焊條。
例如,焊接304不銹鋼,一般選用E308-16或E308L-16;焊接316不銹鋼,則優(yōu)先考慮E316-16或E316L-16。
對于需要更高抗晶間腐蝕性能的低碳不銹鋼,選擇帶“L”后綴的低碳焊條(如E308L-16)至關重要。
當進行異種鋼焊接(如不銹鋼與碳鋼)時,E309-16或E309L-16這類高合金焊條通常是更安全的選擇,以適應不同母材之間的成分差異并確保焊縫強度。
為了確保不銹鋼焊條發(fā)揮最佳性能并獲得高質量焊縫,焊前準備工作至關重要。
烘干處理:不銹鋼焊條,特別是堿性焊條,在使用前必須嚴格按照廠家說明進行烘干,通常在300-350°C烘干1-2小時。
烘干的目的是去除焊條中的水分,防止焊接過程中產生氫氣,從而避免焊縫氣孔、裂紋等缺陷的發(fā)生。
清潔處理:焊件坡口及附近區(qū)域必須徹底清潔,去除油污、銹跡、水分、漆層等雜質。
這些污染物會嚴重影響焊縫質量,導致氣孔、夾渣或焊縫金屬性能下降,因此打磨、清洗是不可或缺的步驟。
不銹鋼焊接對工藝參數(shù)和操作技巧有較高要求,精細的控制能顯著提升焊縫質量。
小電流、快速焊:不銹鋼的熱膨脹系數(shù)大,導熱性差,因此應采用相對較小的焊接電流,并加快焊接速度。
這有助于減少熱輸入,控制變形,并降低碳化物析出的風險,從而維護不銹鋼的耐腐蝕性能。
短弧操作:保持短弧焊接可以有效保護熔池,減少空氣中的有害氣體對焊縫的侵入,降低氣孔和氧化傾向。
多層多道焊:對于較厚的板材,建議采用多層多道焊,每道焊縫盡量細窄,并確保層間溫度控制在允許范圍內,以分散熱量,減少熱影響區(qū)的寬度,從而提高焊縫韌性。
預熱和焊后處理:對于某些特殊不銹鋼(如馬氏體不銹鋼)或厚板焊接,可能需要進行適當?shù)念A熱,以降低冷卻速度,減少淬硬傾向。
焊后熱處理(如固溶處理)可以消除焊接應力,恢復材料的耐腐蝕性和力學性能,但并非所有不銹鋼都適用,需根據(jù)具體鋼種和標準要求確定。
不銹鋼焊條的正確儲存對于保持其焊接性能至關重要,不當儲存可能導致焊條性能下降甚至失效。
防潮儲存:焊條應儲存在干燥、通風良好的環(huán)境中,避免潮濕。
理想的儲存環(huán)境應保持相對濕度低于50%,并遠離水源或潮濕的地面。
原包裝焊條應妥善密封,拆封后未用完的焊條應放入烘箱或干燥箱中保存,溫度通常維持在100-150°C。
避免污染:儲存時應避免與油污、灰塵、腐蝕性介質接觸,這些污染物會附著在焊條藥皮上,影響焊接過程和焊縫質量。
堆放規(guī)范:焊條應平穩(wěn)堆放,避免重壓造成藥皮開裂或損傷。
不當儲存會導致焊條受潮,引起藥皮脫落、熔敷金屬含氫量增加,從而產生氣孔、裂紋等焊接缺陷,嚴重影響焊縫的機械性能和耐腐蝕性。
不銹鋼焊接過程中,由于操作不當或焊材問題,可能會出現(xiàn)多種焊接缺陷,了解其原因有助于及時預防和糾正。
氣孔:常見缺陷,通常由焊條受潮(氫氣產生)、保護氣體不純或保護不足、焊件表面不清潔(油污、銹蝕)引起。
裂紋:可能表現(xiàn)為熱裂紋(高溫凝固過程產生)或冷裂紋(焊后冷卻過程產生)。
熱裂紋常與焊縫金屬化學成分不合理(如硫、磷含量高)、焊接應力大、剛性約束大有關。
冷裂紋則多與氫致脆性、組織應力、預熱不足或焊后冷卻速度過快有關。
夾渣:焊渣未完全清除而留在焊縫中,通常是由于焊接規(guī)范不當(電流過小、速度過快)、坡口清理不凈或多層焊層間清渣不徹底造成。
未焊透:焊縫金屬未完全熔透焊件厚度,導致強度不足,多因焊接電流不足、焊接速度過快、坡口角度不當或鈍邊過大引起。
咬邊:焊趾處母材被電弧燒蝕形成凹槽,而未被焊縫金屬填滿,主要原因包括焊接電流過大、電弧過長或焊條角度不當。
變形:不銹鋼焊接變形是常見的,主要是由于其線膨脹系數(shù)大、導熱性差,焊接熱輸入不均勻導致。
控制焊接電流、速度、采用對稱焊接順序以及設置夾具能有效緩解。