不銹鋼焊條是指涂有以不銹鋼為源料的一類焊條??煞譃殂t不銹鋼焊條和鉻鎳不銹鋼焊條,廣泛應(yīng)用于化工、化肥、石油、醫(yī)療機(jī)械制造等行業(yè)。
不銹鋼焊條除了要滿足一般焊接工藝性能和焊接接頭力學(xué)性能外,還要確保焊接接頭能滿足一定的耐蝕性的要求。對(duì)
藥皮和焊芯,通常都要考慮到下列要求:
1)通過(guò)焊芯和藥皮過(guò)渡各種合金元素,使焊縫金屬成為含有確定數(shù)量的奧氏體和鐵素體組織,以確保焊縫金屬既有良好的抗裂性,又有良好的抗相應(yīng)介質(zhì)腐蝕的能力。
2)通過(guò)焊芯或藥皮,使焊縫金屬中能滲入一定量的碳化物形成元素(如鈮、鉬、鈦等),與碳形成穩(wěn)定的碳化物,以阻止晶粒邊界生成鉻的碳化物。
3)碳的增加,會(huì)促使奧氏體型不銹鋼(或鐵素體型不銹鋼)焊縫產(chǎn)生晶間腐蝕,所以對(duì)焊芯和藥皮原材料中的碳含量要嚴(yán)加控制,建議采用低碳或超低碳的焊芯,使用低碳或無(wú)碳的鐵合金和金屬元素作為藥皮的原材料。
4)嚴(yán)格控制不銹鋼焊芯和藥皮中的硫、磷含量,以減少產(chǎn)生焊縫熱裂紋的危險(xiǎn)。
按GB/T 983-1995《不銹鋼焊條》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(diǎn)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(shí),焊前應(yīng)該將焊件預(yù)熱300℃以上,而且焊后還要將焊件進(jìn)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(qū)因淬硬傾向較大而產(chǎn)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(shí),焊前應(yīng)該將焊件預(yù)熱200℃,而且焊后還要將焊件進(jìn)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(qū)475℃脆化和因淬硬傾向較大而產(chǎn)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(guò)程中受到重復(fù)加熱,析出的碳化物會(huì)降低耐蝕性和力學(xué)性能,所以,選擇鉻鎳不銹鋼焊條時(shí),應(yīng)該考慮焊件的工作溫度及介質(zhì)種類等。
不銹鋼焊條的牌號(hào)是指制造商對(duì)作為產(chǎn)品出廠的每種焊條標(biāo)識(shí)的特定編號(hào),用來(lái)區(qū)別不同焊條熔敷金屬的化學(xué)成分、力學(xué)性能、藥皮類型和焊接電流種類。我國(guó)生產(chǎn)不銹鋼焊條的廠家很多,它們使用統(tǒng)一牌號(hào),其表示方法為:
1)焊條牌號(hào)前邊的G表示鉻不銹鋼焊條;A表示奧氏體不銹鋼焊條。
2)G或A后面第一位數(shù)字,表示焊縫金屬的主要化學(xué)成分。
3)G或A后面的第二位數(shù)字,表示同一焊縫主要化學(xué)成分組成等級(jí)中的不同牌號(hào),對(duì)同一藥皮類型的焊條,可有10個(gè)牌號(hào),按0、1、2、3、…、8、9順序排列。
4)G或A后面的第三位數(shù)字,表示藥皮類型和焊接電源種類。不銹鋼焊條牌號(hào)只應(yīng)用2和7兩個(gè)數(shù)字?!?”表示鈦鈣型焊條,交流或直流反極電源焊接;“7”表示低氫型焊條(又稱堿性焊條),只限于直流或反極電源焊接。
選用原則
1)對(duì)于在高溫條件下工作的耐熱不銹鋼,焊條的選用主要應(yīng)該滿足焊接接頭對(duì)高溫性能的要求,此外,還要能提高焊縫金屬的抗熱裂紋性能。例如,當(dāng)焊接
的奧氏體耐熱鋼時(shí),通常選用鐵素體的體積分?jǐn)?shù)(含量)為2%~5%的不銹鋼焊條;當(dāng)焊接塒
的穩(wěn)定型奧氏體耐熱鋼時(shí),在保證焊縫金屬成分和母材大致相近的基礎(chǔ)上,還要增加焊縫金屬中的W、Mo、Mn等元素的含量,從而使焊縫金屬既提高了抗裂性,又能滿足高的熱強(qiáng)性。
2)選擇與母材成分相同或相近的不銹鋼焊條焊接時(shí),要特別注意所選用焊條的含碳量不要超過(guò)母材的含碳量。
3)從焊接工藝性能考慮,近年來(lái),鈦鈣性藥皮焊條最受歡迎,被大量使用;鈦鈣型藥皮焊條不僅焊接工藝性能好,而且可以進(jìn)行全位置焊接,是不銹鋼焊條常用的藥皮類型之一;堿性藥皮的不銹鋼焊條很少應(yīng)用在奧氏體不銹鋼焊接上,只是在馬氏體不銹鋼或剛度很大的焊接結(jié)構(gòu)上為了解決冷裂紋才采用。為了提高電弧的穩(wěn)定性,一般多采用電離電位較低的堿金屬以及堿金屬的氧化物作為穩(wěn)弧劑。
4)對(duì)耐蝕不銹鋼的焊接,應(yīng)該根據(jù)腐蝕介質(zhì)的工作溫度來(lái)選擇焊條,對(duì)于焊接在常溫下工作并且腐蝕介質(zhì)的腐蝕性不強(qiáng)的焊件,可以采用不含Nb或Ti的不銹鋼焊條焊接;對(duì)于工作在腐蝕介質(zhì)是稀硫酸或鹽酸液體中的焊接結(jié)構(gòu),焊接時(shí)常選用含Mo或含Mo和cu的不銹鋼焊條焊接;當(dāng)結(jié)構(gòu)工作在300℃以上,并且介質(zhì)的腐蝕性很強(qiáng)時(shí),應(yīng)該選用含Nb或Ti元素或者是超低碳的不銹鋼焊條焊接。
5)鉻不銹鋼焊接時(shí),為了保證鋼種的各項(xiàng)性能,選擇焊條的成分應(yīng)該和母材的成分相近,并且采用相應(yīng)的預(yù)熱和后熱處理措施,也可以采用鉻鎳不銹鋼焊條焊接,但是,焊后不進(jìn)行熱處理。