熔化焊的各種方法均可用來焊接鉻系馬氏體(ti)不銹鋼,但最常用的方法是手工焊條電弧焊和鎢極氬弧焊。當采用手工焊條電弧焊時應盡可能采用低氫、超低氫焊條,焊前焊條要經過300~350℃的高溫烘烤以減少擴散氫的含量,降低冷裂紋的敏感性。鎢極氬弧焊(TIC)主要使用于薄壁構件和管道焊件,以及重要部件的打底焊。TIG焊的特點是焊接質量高,焊縫成型美觀,可單面焊雙面成型,保證鋼管內焊縫的成型質量。焊接時為防止背面氧化,打底焊通常采取氬氣背面保護的措施。Ar+CO2或Ar+O2的富氬混合氣體保護熔化極焊也常用于焊接馬氏體不銹鋼,具有焊接效率高、焊縫質量較好以及焊縫金屬具有較高抗氫致(冷)裂紋的特點。表6-6是已標準化的Cr13型馬氏體及低碳鉻-鎳-鉬系馬氏體不銹鋼常用焊材和焊接方法。
鉻(ge)系馬氏體不銹鋼,因焊接(jie)性(xing)(xing)較差,采用與母材成(cheng)分(fen)相(xiang)同的焊材時,通常均應采取焊前預熱(re),焊后(hou)熱(re)處(chu)理(li)。但當焊件的拘束度(du)大,且難以(yi)進行預熱(re)和焊后(hou)熱(re)處(chu)理(li)時,也可以(yi)采用奧氏體型(xing)焊接(jie)材料(liao)(見表(biao)6-3),以(yi)提(ti)高焊接(jie)接(jie)頭的塑性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing),防止裂(lie)紋(wen)的發生。
但奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體或以奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體為主的焊(han)縫金屬強度要低于馬氏(shi)(shi)體母材(cai)(cai)(cai)(cai),而且由于焊(han)縫金屬的化學成(cheng)分(fen)和(he)顯微(wei)組織與母材(cai)(cai)(cai)(cai)差別(bie)較(jiao)大,焊(han)接(jie)(jie)殘余(yu)應(ying)力(li)(li)較(jiao)大,對(dui)(dui)于焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的使(shi)用(yong)性(xing)能(neng)會產生不(bu)利影響,特別(bie)是對(dui)(dui)接(jie)(jie)頭的疲勞(lao)蠕變性(xing)能(neng)和(he)應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕破裂不(bu)利。因此,采(cai)用(yong)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體焊(han)材(cai)(cai)(cai)(cai)時,應(ying)根據使(shi)用(yong)條(tiao)件(jian)嚴格選擇,并(bing)要求(qiu)進行(xing)工藝評定。有時還可(ke)采(cai)用(yong)鎳(nie)基合金焊(han)材(cai)(cai)(cai)(cai),使(shi)焊(han)縫的膨脹系數與母材(cai)(cai)(cai)(cai)接(jie)(jie)近(jin),盡量降低焊(han)接(jie)(jie)殘余(yu)應(ying)力(li)(li)和(he)高溫熱應(ying)力(li)(li)。
由于馬氏體(ti)不銹鋼焊(han)接性較差,焊接馬氏體不銹鋼時,不論用手工電弧焊、藥芯焊絲半自動焊接或自動焊,還是用氣體保護焊(TIG或MIG)、自動埋弧焊,都必須預熱,保持層間溫度,并進行焊后處理。預熱溫度一般為200~300℃.雖然馬氏體轉變溫度甚高,但并不推薦采用高于300℃的預熱與層間溫度。鋼中的含碳量仍然是一個主要因素,由它來選擇預熱溫度,當然還與工件厚度有關。
一旦要采取焊后熱處理措施,必須全面考慮冶金因素的利弊。
藥(yao)芯(xin)焊(han)絲與(yu)埋(mai)弧焊(han)、體保(bao)護(hu)焊(han)(包括(kuo)熔(rong)化極與(yu)非熔(rong)化極)焊(han)絲的熔(rong)敷金(jin)屬(shu)、化學成(cheng)分與(yu)手(shou)工電弧焊(han)條僅在(zai)硅、銅、錳(meng)含量上有(you)些區別,其(qi)他基(ji)本一樣。
馬氏(shi)體(ti)不銹鋼焊后(hou)熱處理的(de)作用(yong)有兩(liang)點:一是通過退(tui)火降低焊縫金屬(shu)與熱影(ying)響區的(de)硬度,以改善韌性(xing);二是降低焊接殘(can)余(yu)應(ying)力。通常對這類鋼的(de)焊后(hou)熱處理采用(yong)亞臨(lin)界(jie)退(tui)火及(ji)完全退(tui)火。完全退(tui)火適(shi)用(yong)于把(ba)多相組成(cheng)的(de)熱影(ying)響區轉化為含(han)鐵(tie)素體(ti)的(de)組織。完全退(tui)火需有適(shi)當的(de)過程控(kong)制,只(zhi)有在要求取得最為軟化的(de)條件(jian)下(xia)才采用(yong),因為它有形成(cheng)粗大碳(tan)化物(wu)的(de)副(fu)作用(yong)。
電(dian)阻點焊、閃光(guang)焊、電(dian)子束焊以(yi)及高(gao)頻電(dian)阻焊皆可(ke)用于(yu)馬氏體不銹鋼的焊接(jie),注意(yi)事項同上面電(dian)弧焊中所述(shu)相(xiang)同。