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(dāng),會產(chǎn)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(chǎn)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(yīng)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(zhì)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(chǎn)生淬硬組織和過大應(yīng)力,又不會因過慢冷卻導(dǎo)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(zhì)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(gòu)件以及強度要求不高的碳鋼結(jié)構(gòu),如一般的建筑結(jié)構(gòu)、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(gòu)件,如壓力容器、橋梁等對焊接質(zhì)量要求較高的結(jié)構(gòu)。
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(jié)構(gòu),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。
影響碳鋼焊條焊接質(zhì)量的因素有很多,主要包括焊條因素、焊接工藝因素、焊件因素和焊接環(huán)境因素等方面,以下是具體介紹:
焊條因素
化學(xué)成分:焊條的化學(xué)成分直接影響焊縫金屬的性能。例如,碳含量過高會增加焊縫的硬度和強度,但同時也會降低其韌性和抗裂性;錳含量有助于提高焊縫的強度和韌性,還能起到脫氧脫硫的作用;硅也是一種脫氧劑,適量的硅能增加焊縫的強度,但過量會導(dǎo)致焊縫變脆。
藥皮質(zhì)量:藥皮的作用是保護焊縫金屬、穩(wěn)定電弧和向焊縫中過渡合金元素等。藥皮成分不均勻、厚度不一致或受潮等都會影響焊接質(zhì)量。例如,藥皮受潮會使焊縫中產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷;藥皮中合金元素含量不足,會導(dǎo)致焊縫金屬的力學(xué)性能不達標(biāo)。
焊條直徑:焊條直徑的選擇應(yīng)根據(jù)焊件的厚度、焊接位置和焊接電流等因素來確定。直徑過大,在焊接薄板或小電流焊接時,不易操作,且可能導(dǎo)致焊縫根部未焊透;直徑過小,焊接厚板時則需要多層多道焊接,效率低,且焊縫的力學(xué)性能可能受影響。
注意事項
焊條保存:焊條應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)良好的倉庫內(nèi),避免受潮。倉庫內(nèi)的溫度應(yīng)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(zhì)量。
焊接環(huán)境:焊接環(huán)境溫度不宜過低,當(dāng)環(huán)境溫度低于 0℃時,應(yīng)采取預(yù)熱措施,如對焊件進行預(yù)熱,以防止焊縫產(chǎn)生裂紋等缺陷。同時,要避免在大風(fēng)、下雨或濕度較大的環(huán)境中焊接,如無法避免,應(yīng)采取相應(yīng)的防護措施,如設(shè)置防風(fēng)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(xué)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(xué)性能和化學(xué)成分上相匹配,以焊接接頭的質(zhì)量。
安全防護:焊接過程中會產(chǎn)生弧光、煙塵和有害氣體等,操作人員應(yīng)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(fēng)良好,減少煙塵和有害氣體對人體的危害。
濕度對碳鋼焊條焊接質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在對焊縫氣孔、裂紋傾向、力學(xué)性能以及電弧穩(wěn)定性等方面。以下是不同濕度環(huán)境下焊接的具體影響:
低濕度環(huán)境(相對濕度低于 20%)
電弧穩(wěn)定性提升:低濕度環(huán)境下,空氣中水分含量少,焊條藥皮中的水分也相對較少,這有利于保持電弧的穩(wěn)定性。因為水分會分解產(chǎn)生氫氣等氣體,干擾電弧的正常燃燒,低濕度可減少這種干擾,使焊接過程更加平穩(wěn),有助于提高焊縫的成型質(zhì)量。
氣孔產(chǎn)生幾率降低:由于空氣中水分少,焊接過程中進入熔池的氫含量較低,從而降低了氣孔產(chǎn)生的幾率。氫氣是導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生氣孔的主要原因之一,低濕度環(huán)境有助于獲得致密的焊縫組織。
焊接工藝因素
焊接電流:焊接電流過大,會使焊條熔化過快,焊縫熔深過大,容易產(chǎn)生咬邊、燒穿等缺陷,同時還會導(dǎo)致焊縫金屬過熱,晶粒粗大,降低焊縫的力學(xué)性能;電流過小,焊條熔化不均勻,電弧不穩(wěn)定,容易產(chǎn)生未焊透、夾渣等缺陷。
焊接電壓:焊接電壓過高,電弧長度增加,熱量分散,會使焊縫寬度增加,熔深減小,還可能導(dǎo)致焊縫表面粗糙,成型不好;電壓過低,電弧太短,容易造成焊條與焊件粘連,影響焊接過程的順利進行。
焊接速度:焊接速度過快,焊縫冷卻速度也快,容易產(chǎn)生淬硬組織,增加裂紋傾向,同時可能導(dǎo)致焊縫熔寬和熔深不足,出現(xiàn)未熔合等缺陷;速度過慢,會使焊縫過熱,晶粒粗大,焊接效率低下,且可能造成焊縫金屬堆積過高,成型不美觀。
運條方法:不同的運條方法會影響焊縫的形狀、尺寸和質(zhì)量。例如,直線形運條法適用于焊接較薄的焊件或窄焊縫,能獲得較窄的焊縫;鋸齒形和月牙形運條法能使焊縫得到較好的保護,且焊縫成型美觀,但操作不當(dāng)可能導(dǎo)致焊縫兩側(cè)熔合不良。
焊接環(huán)境溫度對碳鋼焊條的焊接質(zhì)量有顯著影響,具體如下:
低溫環(huán)境的影響
產(chǎn)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(yīng)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(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超過材料的屈服強度時,就可能導(dǎo)致焊接接頭出現(xiàn)裂紋,特別是在焊縫的根部、收弧處等應(yīng)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(yīng)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(dǎo)致焊接過程不穩(wěn)定,影響焊縫的成型和質(zhì)量。
碳鋼焊條在什么溫度范圍內(nèi)焊接比較合適?
一般情況下,碳鋼焊條在15 - 25℃的溫度范圍內(nèi)焊接比較合適。在這個溫度區(qū)間內(nèi),焊條的性能可以得到較好發(fā)揮,焊接電弧穩(wěn)定,藥皮能正常起到保護和冶金作用。同時,焊縫的冷卻速度適中,既可以避免因冷卻過快產(chǎn)生淬硬組織、增大焊接應(yīng)力,又能防止因冷卻過慢導(dǎo)致焊縫金屬晶粒粗大,有利于獲得成型良好、質(zhì)量穩(wěn)定的焊縫。
不過,對于一些特殊的碳鋼材質(zhì)或焊接要求較高的情況,可能需要根據(jù)具體情況對焊接溫度進行適當(dāng)調(diào)整,比如通過焊前預(yù)熱或焊后保溫等措施來焊接質(zhì)量。
堆802電碳化鎢超硬耐磨堆焊焊條
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產(chǎn)品名:鈹銅焊條,黃銅焊絲