不銹鋼焊絲可分為不銹鋼實(shí)芯焊絲和不銹鋼藥芯焊絲。
不銹鋼實(shí)芯焊絲既可用惰性氣體保護(hù)焊(TIG,MIG焊)。也可用于埋弧焊。不銹鋼MIG焊既可達(dá)到高效焊接,又容易實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化,廣泛用于堆焊及薄板接等領(lǐng)域。MIG焊用焊絲化學(xué)成分與TIG焊絲一樣,但對(duì)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(duì)應(yīng)的ER308Si,ER309Si等,由于含Si高達(dá)0.8%左右,降低了熔滴金屬的表面張力,使熔滴顆粒變細(xì),更容易實(shí)現(xiàn)噴射過度,使電弧變得更穩(wěn)定。同時(shí)還能改善熔滴金屬的濕潤性,使焊道波紋美觀,不易產(chǎn)生未焊透,夾渣,氣孔等缺餡。埋弧焊用不銹鋼實(shí)芯焊絲,其化學(xué)成分與氣保焊不銹鋼焊絲一樣,但應(yīng)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(duì)不銹鋼進(jìn)行既簡(jiǎn)便又高效的焊接,不銹鋼藥芯焊絲的應(yīng)用以MAG焊為主,進(jìn)行MAG焊時(shí)具有如下特點(diǎn);1)與手工焊相比,熔敷速度可提高2-4倍,其熔敷效率高達(dá)90%(不銹鋼焊條僅55%)2)對(duì)電流,電壓的適應(yīng)范圍大,焊接條件設(shè)定較為容易,易于進(jìn)行半自動(dòng)和自動(dòng)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(xué)成分、機(jī)械性能和應(yīng)用領(lǐng)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(duì)特定的不銹鋼母材和焊接要求進(jìn)行優(yōu)化。
不銹鋼焊絲的型號(hào)繁多,以AWS (美國焊接學(xué)會(huì)) 標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)是碳含量極低,能有效抵抗晶間腐蝕,廣泛應(yīng)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(shè)計(jì),具有優(yōu)異的耐點(diǎn)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(shè)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(qiáng)度和硬度,但韌性相對(duì)較低,常用于修復(fù)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(diǎn),具有優(yōu)異的強(qiáng)度、韌性和抗應(yīng)力腐蝕開裂能力,廣泛應(yīng)用于石油、天然氣、化工等嚴(yán)苛環(huán)境。
此外還有如E308、E309、E316等高碳型號(hào),以及針對(duì)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(yīng)參照待焊接的母材牌號(hào),選擇化學(xué)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(jī)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(zhì)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(jìn)行熱處理,則應(yīng)考慮焊絲在熱處理后的性能穩(wěn)定性。
對(duì)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(yīng)商或查閱焊材技術(shù)手冊(cè)是確保正確選擇的關(guān)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(duì)焊工技能要求較高。
需注意控制電弧長度和運(yùn)條方式,確保焊道成形良好。
氣體保護(hù)焊 (GTAW/TIG):即氬弧焊,使用惰性氣體(如氬氣)保護(hù),焊接質(zhì)量高,焊縫成形美觀,適用于薄板和精密件的焊接。
需嚴(yán)格控制保護(hù)氣體純度,防止氧化和氣孔。
熔化極氣體保護(hù)焊 (GMAW/MIG/MAG):使用連續(xù)送進(jìn)的焊絲和氣體保護(hù),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(yīng)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(zhì)也至關(guān)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(duì)最終的焊接質(zhì)量有著決定性的影響。
不銹鋼焊絲的儲(chǔ)存對(duì)保持其焊接性能至關(guān)重要。
應(yīng)將其儲(chǔ)存在干燥、通風(fēng)良好的環(huán)境中,避免潮濕、雨淋和陽光直射。
潮濕會(huì)使焊絲藥皮吸潮,影響焊接工藝性能,增加氣孔和裂紋的風(fēng)險(xiǎn)。
對(duì)于焊絲盤,應(yīng)保持原包裝的密封性,防止灰塵和污染。
開封后的焊絲應(yīng)盡快使用,或妥善密封保存,以防受潮或表面氧化。
對(duì)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(jìn)行烘干處理后才能使用。
判斷不銹鋼焊絲質(zhì)量好壞可以從多個(gè)方面綜合考量:
外觀檢查:優(yōu)質(zhì)焊絲表面應(yīng)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(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)。
產(chǎn)品認(rèn)證:查看焊絲是否具有國際或國內(nèi)權(quán)威機(jī)構(gòu)的認(rèn)證,如ISO、CE、AWS等,這通常是質(zhì)量的初步保證。
焊接性能:通過實(shí)際焊接試驗(yàn),觀察焊絲的起弧性能、電弧穩(wěn)定性、熔池的流動(dòng)性、焊渣的可剝離性以及焊縫成形。
優(yōu)質(zhì)焊絲應(yīng)具有良好的操作性,焊縫飽滿,成形美觀。
力學(xué)性能和化學(xué)成分:查閱焊材的技術(shù)數(shù)據(jù),確保熔敷金屬的化學(xué)成分和力學(xué)性能(如抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率、沖擊韌性等)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和使用要求。
品牌信譽(yù):選擇知名品牌和有良好市場(chǎng)口碑的供應(yīng)商,他們通常有更嚴(yán)格的質(zhì)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(chǎn)生的熱量熔化焊條自身和母材,冷卻后形成堅(jiān)固的焊縫。
其主要作用是確保不銹鋼構(gòu)件的連接強(qiáng)度、耐腐蝕性和美觀性,廣泛應(yīng)用于化工、食品、醫(yī)療、建筑和核能等多個(gè)關(guān)鍵行業(yè),對(duì)于保證不銹鋼設(shè)備的長期穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。
不銹鋼電焊條的型號(hào)通常遵循美國焊接學(xué)會(huì) (AWS) 或國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 (ISO) 的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類,常見的型號(hào)標(biāo)識(shí)反映了其化學(xué)成分和焊接特性,以便用戶根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行精確選擇。
這些分類有助于用戶快速識(shí)別焊條的適用不銹鋼牌號(hào)和預(yù)期焊縫性能。
奧氏體不銹鋼焊條是市場(chǎng)上應(yīng)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(shí)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(diǎn)蝕和耐縫隙腐蝕能力,特別適合在海洋環(huán)境或含氯介質(zhì)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(jìn)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(qiáng)度和耐腐蝕性。
E309L-16:低碳型的E309,適用于對(duì)碳含量有嚴(yán)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(chǎng)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(yīng)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(diǎn)是焊后可進(jìn)行熱處理以達(dá)到更高的硬度和強(qiáng)度,但需要注意預(yù)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(shè)計(jì),具有優(yōu)異的耐氯離子腐蝕和高強(qiáng)度,廣泛應(yīng)用于海洋工程和化工領(lǐng)域。
選擇合適的不銹鋼電焊條是確保焊接質(zhì)量的關(guān)鍵步驟,它直接影響到焊縫的力學(xué)性能、耐腐蝕性和長期穩(wěn)定性。
通常,應(yīng)遵循“同牌號(hào)匹配”的原則,即焊接什么牌號(hào)的不銹鋼,就選擇相對(duì)應(yīng)牌號(hào)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(duì)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(guān)重要。
當(dāng)進(jìn)行異種鋼焊接(如不銹鋼與碳鋼)時(shí),E309-16或E309L-16這類高合金焊條通常是更安全的選擇,以適應(yīng)不同母材之間的成分差異并確保焊縫強(qiáng)度。
為了確保不銹鋼焊條發(fā)揮最佳性能并獲得高質(zhì)量焊縫,焊前準(zhǔn)備工作至關(guān)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(yán)格按照廠家說明進(jìn)行烘干,通常在300-350°C烘干1-2小時(shí)。
烘干的目的是去除焊條中的水分,防止焊接過程中產(chǎn)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(zhì)。
這些污染物會(huì)嚴(yán)重影響焊縫質(zhì)量,導(dǎo)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(duì)工藝參數(shù)和操作技巧有較高要求,精細(xì)的控制能顯著提升焊縫質(zhì)量。
小電流、快速焊:不銹鋼的熱膨脹系數(shù)大,導(dǎo)熱性差,因此應(yīng)采用相對(duì)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(fēng)險(xiǎn),從而維護(hù)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(hù)熔池,減少空氣中的有害氣體對(duì)焊縫的侵入,降低氣孔和氧化傾向。
多層多道焊:對(duì)于較厚的板材,建議采用多層多道焊,每道焊縫盡量細(xì)窄,并確保層間溫度控制在允許范圍內(nèi),以分散熱量,減少熱影響區(qū)的寬度,從而提高焊縫韌性。
預(yù)熱和焊后處理:對(duì)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(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)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(yīng)力,恢復(fù)材料的耐腐蝕性和力學(xué)性能,但并非所有不銹鋼都適用,需根據(jù)具體鋼種和標(biāo)準(zhǔn)要求確定。
不銹鋼焊條的正確儲(chǔ)存對(duì)于保持其焊接性能至關(guān)重要,不當(dāng)儲(chǔ)存可能導(dǎo)致焊條性能下降甚至失效。
防潮儲(chǔ)存:焊條應(yīng)儲(chǔ)存在干燥、通風(fēng)良好的環(huán)境中,避免潮濕。
理想的儲(chǔ)存環(huán)境應(yīng)保持相對(duì)濕度低于50%,并遠(yuǎn)離水源或潮濕的地面。
原包裝焊條應(yīng)妥善密封,拆封后未用完的焊條應(yīng)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(chǔ)存時(shí)應(yīng)避免與油污、灰塵、腐蝕性介質(zhì)接觸,這些污染物會(huì)附著在焊條藥皮上,影響焊接過程和焊縫質(zhì)量。
堆放規(guī)范:焊條應(yīng)平穩(wěn)堆放,避免重壓造成藥皮開裂或損傷。
不當(dāng)儲(chǔ)存會(huì)導(dǎo)致焊條受潮,引起藥皮脫落、熔敷金屬含氫量增加,從而產(chǎn)生氣孔、裂紋等焊接缺陷,嚴(yán)重影響焊縫的機(jī)械性能和耐腐蝕性。
不銹鋼焊接過程中,由于操作不當(dāng)或焊材問題,可能會(huì)出現(xiàn)多種焊接缺陷,了解其原因有助于及時(shí)預(yù)防和糾正。
氣孔:常見缺陷,通常由焊條受潮(氫氣產(chǎn)生)、保護(hù)氣體不純或保護(hù)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(chǎn)生)或冷裂紋(焊后冷卻過程產(chǎn)生)。
熱裂紋常與焊縫金屬化學(xué)成分不合理(如硫、磷含量高)、焊接應(yīng)力大、剛性約束大有關(guān)。
冷裂紋則多與氫致脆性、組織應(yīng)力、預(yù)熱不足或焊后冷卻速度過快有關(guān)。
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(dāng)(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(dǎo)致強(qiáng)度不足,多因焊接電流不足、焊接速度過快、坡口角度不當(dāng)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(dāng)。
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(dǎo)熱性差,焊接熱輸入不均勻?qū)е隆?br/> 控制焊接電流、速度、采用對(duì)稱焊接順序以及設(shè)置夾具能有效緩解。