不銹鋼焊接工藝方法主要有以下幾種:藥皮焊條電弧焊接、埋弧焊接、氣體保護電弧焊接(TIG焊接,MIG焊接)、二氧化碳氣體保護電弧焊接(MAG焊接)、等離子焊接、電子束焊接、電阻焊接、激光焊接、釬焊等。
1. 藥(yao)皮焊條電弧焊接
藥(yao)(yao)皮(pi)(pi)焊(han)(han)(han)(han)(han)條電弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie),是(shi)在母(mu)材和(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)條之間,使(shi)(shi)其產生(sheng)電弧(hu)(hu)進行焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)方法。焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)時(shi),借助焊(han)(han)(han)(han)(han)條藥(yao)(yao)皮(pi)(pi)產生(sheng)的(de)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)和(he)熔(rong)渣,把焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)熔(rong)池與大氣(qi)(qi)(qi)隔(ge)離。因(yin)其適應性強,而被廣泛(fan)采(cai)用(yong)。使(shi)(shi)用(yong)交流(liu)(liu)(liu)(AC)或直流(liu)(liu)(liu)(DC)電源(yuan),但廣泛(fan)普及(ji)使(shi)(shi)用(yong)的(de)是(shi)交流(liu)(liu)(liu)電弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)機(ji)。電焊(han)(han)(han)(han)(han)條通電產生(sheng)電弧(hu)(hu),電弧(hu)(hu)分為電弧(hu)(hu)芯、電弧(hu)(hu)流(liu)(liu)(liu)、電弧(hu)(hu)焰三(san)部分。因(yin)為在其周(zhou)圍形(xing)成保護氣(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)(liu),使(shi)(shi)電弧(hu)(hu)穩(wen)定燃燒。焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)時(shi),盡量(liang)保持(chi)短弧(hu)(hu),以免發生(sheng)保護氣(qi)(qi)(qi)流(liu)(liu)(liu)不(bu)穩(wen)定的(de)現象。要防止空氣(qi)(qi)(qi)中的(de)氧(yang)及(ji)氮(dan)侵人。藥(yao)(yao)皮(pi)(pi)焊(han)(han)(han)(han)(han)條電弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)法如圖6-4所(suo)(suo)示(shi)。藥(yao)(yao)皮(pi)(pi)當中含有(you)氧(yang)化物、碳酸鹽、硅(gui)酸鹽、氟化物、有(you)機(ji)物和(he)合金劑等。不(bu)銹鋼藥(yao)(yao)皮(pi)(pi)電弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)條在JIS Z3221 中有(you)所(suo)(suo)規(gui)定。
2. 埋弧焊接
以焊(han)絲(si)(si)作為電(dian)極,電(dian)極與母材之間(jian)產生電(dian)弧(hu)并不斷地送敷焊(han)藥而連續進(jin)行焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)的方法,稱之為埋弧(hu)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)。這(zhe)種焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)方法因(yin)其(qi)電(dian)弧(hu)肉眼看(kan)不到而獲此名稱。焊(han)藥依靠電(dian)弧(hu)熱量成熔(rong)融(rong)焊(han)藥和熔(rong)渣,后者將熔(rong)融(rong)金屬與大(da)氣隔離(li)開來。使(shi)用(yong)大(da)電(dian)流(liu)可以高效率地進(jin)行焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie),一般(ban)是用(yong)于(yu)中厚板的焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie),有時(shi)亦可用(yong)于(yu)薄板焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)。因(yin)為焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)過(guo)程中大(da)約(yue)損失15%的鉻(ge),應當在焊(han)絲(si)(si)和焊(han)藥中,設法補充鉻(ge)的成分(fen)。埋弧(hu)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)的原(yuan)理圖(tu)如(ru)圖(tu)6-5所示。
3. 氣體保護電弧焊接(jie)(TIG焊接(jie),MIG焊接(jie))
TIG焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)是(shi)用(yong)(yong)(yong)鎢(W)電(dian)(dian)(dian)極與(yu)母材之間(jian)產(chan)生電(dian)(dian)(dian)弧(hu),用(yong)(yong)(yong)氬(Ar)氣(qi)(qi)(qi)或(huo)氦(He)氣(qi)(qi)(qi)將電(dian)(dian)(dian)弧(hu)與(yu)空氣(qi)(qi)(qi)隔離開(kai)來,電(dian)(dian)(dian)弧(hu)將焊(han)(han)絲熔化完成焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)的方法。焊(han)(han)槍采(cai)用(yong)(yong)(yong)水冷卻方式和空氣(qi)(qi)(qi)冷卻方式,鎢電(dian)(dian)(dian)極的尺寸大小根據電(dian)(dian)(dian)流和板厚來選(xuan)定。焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)機(電(dian)(dian)(dian)焊(han)(han)機)采(cai)用(yong)(yong)(yong)交流(AC)或(huo)直流(DC)都可(ke)以(yi)。一般(ban)情況下,不(bu)銹鋼的焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie),以(yi)直流(DC)占多(duo)數。選(xuan)用(yong)(yong)(yong)直流時,鎢電(dian)(dian)(dian)極的消耗量(liang)少(shao)。以(yi)提高焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)效率(lv)為目(mu)的,要(yao)將焊(han)(han)絲連接(jie)(jie)(jie)到負極上(shang),如圖6-6所(suo)示。如果選(xuan)用(yong)(yong)(yong)交流,因鎢電(dian)(dian)(dian)極消耗量(liang)大而不(bu)適(shi)合于不(bu)銹鋼焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)。
MIG焊(han)(han)接(jie)(jie)是用(yong)氬(ya)(Ar)或(huo)氦(He)氣將電(dian)(dian)弧(hu)與(yu)空氣隔離開來,同時在焊(han)(han)絲和母材(cai)之(zhi)間產生電(dian)(dian)弧(hu)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)方法(fa)。與(yu)TIG焊(han)(han)接(jie)(jie)比較(jiao)起來,因為它可使用(yong)大電(dian)(dian)流,焊(han)(han)槍要(yao)采用(yong)水冷(leng)卻方式(shi),焊(han)(han)絲直徑一般的(de)采用(yong)1.2mm,1.6mm,2.0mm等,生產效率(lv)高(gao)。MIG焊(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)(dian)焊(han)(han)機要(yao)選(xuan)用(yong)直流(DC)的(de),和TIG焊(han)(han)接(jie)(jie)相反,要(yao)將焊(han)(han)絲接(jie)(jie)到正(zheng)極(圖6-5)。
TIG焊接(jie)和MIG焊接(jie)都能(neng)在焊接(jie)部分得到高質量的焊接(jie)接(jie)頭,它容易(yi)實現自動化操(cao)作(zuo),因(yin)此廣(guang)泛地應用在汽車制造(zao)行業和電機(ji)制造(zao)行業。
4. 二氧化碳(tan)氣體(ti)保護(hu)電弧焊接(jie)(MAG焊接(jie))
對于使用二氧化碳氣體將空氣隔離,同時以藥芯焊絲(圖6-7)作為電極,在與母材之間產生電弧的焊接方法,如果將二氧化碳氣體改換成氬(Ar)和二氧化碳(CO2)混合的MAG氣體而進行焊接的方法稱為MAG 焊接(金屬極活性氣體保護電弧焊)。焊絲直徑大多數是采用1.2mm或1.6mm.其斷面形狀有斂縫形式及無縫形式。
5. 等(deng)離子(zi)焊接
等離子(zi)焊(han)接(jie)(jie)是(shi)在(zai)(zai)母材和鎢電(dian)(dian)極之間產生電(dian)(dian)弧(hu),利用(yong)氣體冷卻將電(dian)(dian)弧(hu)拉細,使在(zai)(zai)高溫(wen)離子(zi)化(hua)的(de)條件下進行(xing)焊(han)接(jie)(jie)的(de)方法(fa)。惰性氣體的(de)作用(yong):一(yi)是(shi)離子(zi)化(hua);二是(shi)起保護作用(yong)。這就是(shi)和TIG焊(han)接(jie)(jie)的(de)不(bu)同之處。等離子(zi)焊(han)接(jie)(jie)可以進行(xing)熔融(rong)度(du)較(jiao)(jiao)深的(de)焊(han)接(jie)(jie),焊(han)道(dao)寬度(du)比較(jiao)(jiao)狹(xia)窄,熱影(ying)響很小,因此適(shi)合(he)于(yu)不(bu)銹鋼的(de)焊(han)接(jie)(jie)。因為可以使小電(dian)(dian)流(liu)集中,使電(dian)(dian)弧(hu)易于(yu)控制,所以它亦(yi)適(shi)用(yong)于(yu)TIG焊(han)接(jie)(jie)不(bu)可能的(de)超薄板焊(han)接(jie)(jie)。
6. 電子束焊(han)接
電子束(shu)焊(han)接(jie)(jie)是在(zai)高(gao)真(zhen)空(kong)中(zhong),使(shi)用(yong)電子束(shu)發射(she)槍(qiang)將(jiang)高(gao)速(su)的(de)電子束(shu)射(she)向母材(cai)(cai),利用(yong)其(qi)沖擊熱而進(jin)(jin)行(xing)的(de)焊(han)接(jie)(jie)方(fang)法。因為它(ta)是在(zai)高(gao)真(zhen)空(kong)中(zhong)進(jin)(jin)行(xing)操作(zuo),所(suo)以(yi)(yi)即便是和大氣容易起反應的(de)材(cai)(cai)料(liao),也可以(yi)(yi)簡單地進(jin)(jin)行(xing)焊(han)接(jie)(jie)。由于(yu)電子束(shu)的(de)磁透鏡作(zuo)用(yong)可以(yi)(yi)將(jiang)其(qi)拉細,使(shi)其(qi)能量(liang)集中(zhong),所(suo)以(yi)(yi)就可以(yi)(yi)對高(gao)熔點(dian)材(cai)(cai)料(liao)以(yi)(yi)及熔融較深的(de)部位進(jin)(jin)行(xing)焊(han)接(jie)(jie)。電子束(shu)焊(han)接(jie)(jie)由于(yu)可以(yi)(yi)實(shi)現電子束(shu)輸出(chu)能量(liang)的(de)準確(que)控制(zhi),所(suo)以(yi)(yi),廣泛地應用(yong)在(zai)精密(mi)零(ling)件(jian)焊(han)接(jie)(jie)。
7. 電阻焊接
a. 晶間腐蝕(shi)-沿晶界產生的局部腐蝕。在焊接的熱影響區,高溫下鉻的碳化物(Cr23C6)會在結晶粒界上析出,導致其近旁“貧鉻”的部位產生選擇性的腐蝕。
b. 應力腐蝕(shi)斷裂(lie)-奧氏體系列不銹鋼其焊接部分的殘余應力,在特定的腐蝕條件基礎上,有產生應力腐蝕裂紋(SCC)的現象。
c. 焊接缺(que)陷(xian)與(yu)腐(fu)蝕-必須注(zhu)意因為(wei)氣(qi)孔、咬邊等輝接缺(que)陷(xian)會造成(cheng)孔腐(fu)蝕及縫間隙腐(fu)蝕。
d. 惰(duo)性氣(qi)(qi)體保護-因為氧(yang)化皮是(shi)造成焊接部位腐蝕的原因之(zhi)一(yi),所(suo)以在焊接過程(cheng)中(zhong)使(shi)用氬等惰(duo)性氣(qi)(qi)體使(shi)之(zhi)與空氣(qi)(qi)隔離。
利(li)用材(cai)料的電(dian)(dian)(dian)阻(zu)作用,使電(dian)(dian)(dian)能轉換成(cheng)熱(re)能的焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)法稱為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)。電(dian)(dian)(dian)阻(zu)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)中(zhong)有點焊(han)(han)、縫焊(han)(han)(滾焊(han)(han))、凸(tu)焊(han)(han)和對焊(han)(han)等(deng)方(fang)法。因為(wei)(wei)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時(shi)需(xu)要大(da)電(dian)(dian)(dian)流,所以焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)比較薄(bo)的板材(cai)、管材(cai)及圓鋼(gang)(gang)等(deng)可采用這種方(fang)法。由(you)于不銹鋼(gang)(gang)比普(pu)通鋼(gang)(gang)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)大(da)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)容(rong)易進行。因為(wei)(wei)馬氏體系列,鐵素體系列不銹鋼(gang)(gang)的自硬性(xing),焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)的溫(wen)度(du)可能造成(cheng)脆化,為(wei)(wei)此,有必要注意對材(cai)料及焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)條件的選擇(圖6-8)。
8. 激光焊接
以(yi)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)作(zuo)為(wei)(wei)熱源,形成聚光(guang)(guang)狀態下(xia)對材料進行照射,使(shi)其局部熔融后凝固,由(you)此(ci)接(jie)合而(er)成焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的方法,稱為(wei)(wei)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)接(jie)。作(zuo)為(wei)(wei)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)振(zhen)蕩器,以(yi)二氧化(hua)碳使(shi)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)振(zhen)蕩等(deng)稱為(wei)(wei)二氧化(hua)碳激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang),YAG(釔鋁柘榴石)的棒狀結晶使(shi)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)振(zhen)蕩稱為(wei)(wei)YAG激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)。焊(han)接(jie)時,為(wei)(wei)了(le)防止氧化(hua),使(shi)用氬或(huo)氮等(deng)作(zuo)為(wei)(wei)保護氣體覆蓋焊(han)接(jie)金(jin)屬熔池(chi),對電弧與(yu)空氣進行隔離。
9. 釬焊
使用比接(jie)合(he)母(mu)材(cai)金(jin)屬(shu)熔(rong)(rong)融點低的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)或者是將這(zhe)些合(he)金(jin)作為熔(rong)(rong)融添(tian)加(jia)劑(ji),不使母(mu)材(cai)金(jin)屬(shu)熔(rong)(rong)化而(er)進行接(jie)合(he)的(de)(de)(de)方法(fa)(fa)稱為釬(han)焊(han)。添(tian)加(jia)的(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)稱為釬(han)料,熔(rong)(rong)融溫度在450℃以上的(de)(de)(de)稱為“硬釬(han)焊(han)”,450℃以下的(de)(de)(de)稱為“軟釬(han)焊(han)”。有時(shi)(shi)采用“銀(yin)釬(han)焊(han)”以及“錫釬(han)焊(han)”等(deng)等(deng)。如果要求(qiu)具(ju)備(bei)耐(nai)腐蝕性(xing)時(shi)(shi),則(ze)需具(ju)有鎳(Ni)成分的(de)(de)(de)“銀(yin)釬(han)焊(han)”,如果要求(qiu)具(ju)備(bei)耐(nai)熱(re)(re)性(xing)時(shi)(shi),則(ze)以Ni-Cr系列,銅系列,銀(yin)錳系列的(de)(de)(de)釬(han)料為適宜。釬(han)焊(han)方法(fa)(fa)分為火焰式釬(han)焊(han)、感應加(jia)熱(re)(re)釬(han)焊(han)、電阻加(jia)熱(re)(re)釬(han)焊(han)以及爐中加(jia)熱(re)(re)釬(han)焊(han)等(deng)。