工作環境
腐蝕介質:如果焊件在硝酸等氧化性酸介質中工作,應選擇具有良好耐硝酸腐蝕性能的焊條,如 E430 - 16 焊條對于硝酸具有較好的耐蝕性。若在含有氯離子的環境中,還需要考慮焊條的抗點蝕性能。
溫度條件:在高溫環境下工作的焊件,要求焊條焊接后的焊縫具有良好的高溫強度和抗氧化性能。例如,對于在 400 - 600℃高溫下工作的鉻不銹鋼部件,可選用 E309 - 16 焊條,其能在高溫下形成穩定的組織,具有較好的抗氧化和抗蠕變性能。而在低溫環境下,則要考慮焊條焊接后焊縫的低溫韌性,以防止出現冷脆現象。
按GB/T 983-1995《不銹鋼焊條》標準規定,不銹鋼焊條可分為鉻不銹鋼焊條和鉻鎳不銹鋼焊條兩大類。
(1)鉻不銹鋼焊條
該類焊條主要由Crl3系列不銹鋼焊條和Crl7系列不銹鋼焊條組成。兩大系列焊條的焊接特點分述如下:
1)Cr13系列不銹鋼焊條:如G202、G207、G217等焊條是馬氏體組織的Cr13系列不銹鋼焊條,用此系列的不銹鋼焊條焊接馬氏體不銹鋼時,焊前應該將焊件預熱300℃以上,而且焊后還要將焊件進行700℃的回火處理,只有采取上述工藝措施,才能避免焊縫及熱影響區因淬硬傾向較大而產生裂紋。
2)Cr17系列不銹鋼焊條:如G302、G307等焊條是鐵素體組織的Cr17系列不銹鋼焊條,用此系列的不銹鋼焊條焊接鐵素體不銹鋼時,焊前應該將焊件預熱200℃,而且焊后還要將焊件進行800%的回火處理,只有采取上述工藝措施,才能避免焊縫及熱影響區475℃脆化和因淬硬傾向較大而產生裂紋。
(2)鉻鎳不銹鋼焊條
該類焊條具有良好的耐蝕性和抗氧化性,但是,由于在焊接過程中受到重復加熱,析出的碳化物會降低耐蝕性和力學性能,所以,選擇鉻鎳不銹鋼焊條時,應該考慮焊件的工作溫度及介質種類等。
注意事項
焊接環境
溫度:焊接環境溫度不宜過低,一般應在 5℃以上。如果環境溫度過低,會使焊縫冷卻速度過快,增加產生裂紋的傾向。當環境溫度低于 5℃時,應采取預熱措施,如用火焰加熱焊件等。
濕度:相對濕度應不超過 60%,以防止焊條和焊件表面吸附水分,影響焊接質量。如果濕度較大,應采取除濕措施,如使用除濕機等。
防風:焊接時要避免強風直接吹拂焊接區域,以免影響電弧的穩定性和保護氣體的保護效果。在露天焊接時,應設置防風棚。
焊件的結構特點
厚度和尺寸:焊件的厚度和尺寸會影響焊接熱輸入和焊接應力。對于厚板焊接,需要選擇熔敷金屬厚度較大、焊接效率較高的焊條,以減少焊接層數和焊接時間,降低焊接應力。而對于薄板焊接,則要選用焊接電流較小、能控制熔深的焊條,防止燒穿焊件。
復雜程度:結構復雜的焊件,焊接時應力集中現象較為嚴重,容易產生裂紋等缺陷。此時應選擇抗裂性能好的焊條,如 E309 - 16 焊條,其奧氏體組織具有較好的抗裂性,適用于焊接一些形狀復雜、拘束度較大的鉻不銹鋼結構件。
選用原則
根據母材成分選擇:一般來說,焊條的主要合金成分應與母材相近,以焊接接頭的性能與母材匹配。例如,焊接 06Cr19Ni10(304)不銹鋼時,應選用 E308-16 焊條;焊接 022Cr17Ni12Mo2(316L)不銹鋼時,應選用 E316L-16 焊條。
根據使用環境選擇:如果焊件在腐蝕環境中工作,應選用具有相應耐蝕性的焊條。如在含有氯離子的環境中,應選用含鉬(Mo)量較高的不銹鋼焊條,如 E316L-16,以提高焊接接頭的耐點蝕和耐縫隙腐蝕能力。對于高溫環境下使用的焊件,應選擇抗氧化性能好的焊條,如 E310-16,適用于焊接高溫爐管等在高溫下抗氧化要求較高的部件。
根據焊接位置和工藝要求選擇:不同的焊接位置和工藝要求需要選用不同類型的焊條。例如,對于全位置焊接,應選用鈦鈣型藥皮的焊條,如 E308-16,其焊接工藝性能好,能夠在各種位置進行焊接。對于重要的結構件或對焊縫質量要求較高的場合,可選用低氫型藥皮的焊條,如 E316-15,以焊縫金屬的質量和性能。
鉻鎳不銹鋼焊條
該類焊條具有良好的耐蝕性和抗氧化性,但是,由于在焊接過程中受到重復加熱,析出的碳化物會降低耐蝕性和力學性能,所以,選擇鉻鎳不銹鋼焊條時,應該考慮焊件的工作溫度及介質種類等。
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