奧氏體不銹鋼焊接工藝缺陷及處理

時(shí)間:2022-05-13 04:33:31

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摘要:奧氏體不銹鋼是當(dāng)前較為常用的一類不銹鋼材料,在生產(chǎn)應(yīng)用中涉及到的焊接工序需要引起高度關(guān)注,以便借助于規(guī)范可靠的焊接手段,確保奧氏體不銹鋼能夠發(fā)揮出理想的作用價(jià)值。文章針對(duì)奧氏體不銹鋼焊接工藝的運(yùn)用,首先介紹了當(dāng)前常用的一些焊接方法,然后又論述了主要焊接工藝流程,最后結(jié)合焊接過程中常見的缺陷探討了如何優(yōu)化焊接效果,希望對(duì)于提升奧氏體不銹鋼焊接水平有所幫助。

關(guān)鍵詞:奧氏體不銹鋼;焊接工藝;缺陷

不銹鋼是當(dāng)前較為常見的一類工業(yè)材料,其主要是指Cr含量超過了12%的鋼材,因?yàn)镃r含量相對(duì)較高,進(jìn)而也就能夠有助于在材料表面形成堅(jiān)固致密結(jié)構(gòu),以此形成較為理想的防銹效果。奧氏體不銹鋼是不銹鋼的一個(gè)重要類型,其顯微組織表現(xiàn)為奧氏體型,有的還含有少量鐵素體,在當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用中確實(shí)表現(xiàn)出了明顯優(yōu)勢(shì)。從奧氏體不銹鋼的工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中來看,因?yàn)槠浜附有暂^為理想,進(jìn)而也就可以較好作用于多個(gè)領(lǐng)域,尤其是在化工以及石油行業(yè),奧氏體不銹鋼的應(yīng)用價(jià)值突出。當(dāng)然,針對(duì)奧氏體不銹鋼的焊接工藝進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān),重點(diǎn)防控各類缺陷和病害問題,切實(shí)提升其規(guī)范性同樣極為必要,極具研究價(jià)值。

1奧氏體不銹鋼常見焊接方法

1.1焊條電弧焊

作為一種相對(duì)成熟的焊接方法,焊條電弧焊在奧氏體不銹鋼焊接方面能形成良好運(yùn)用效果,尤其是對(duì)厚度2mm以上的奧氏體不銹鋼。在焊條電弧焊的應(yīng)用中,因?yàn)槠錈崃肯鄬?duì)集中,不存在較為嚴(yán)重的熱影響區(qū)擴(kuò)大問題,如此也就能夠形成良好的變形控制效果,不容易出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量問題,適用性同樣也較為突出。但是與此同時(shí),焊條電弧焊同樣也存在一些隱患,比如清渣難度較大,容易出現(xiàn)氣孔或者是夾渣問題,需要在焊接工藝應(yīng)用過程中予以嚴(yán)格把關(guān)。

1.2惰性氣體保護(hù)焊

為了更好優(yōu)化提升奧氏體不銹鋼焊接效果,惰性氣體保護(hù)焊的應(yīng)用較為理想,能較好實(shí)現(xiàn)對(duì)奧氏體不銹鋼焊接質(zhì)量的有效保障,如氬弧焊就是常用手段。氬弧焊在奧氏體不銹鋼焊接中的應(yīng)用可以較好形成氬氣保護(hù)層,對(duì)焊縫成分形成較為理想的控制效果,同時(shí)還具備良好冷卻效果,以此更好控制焊縫熱源,不需過度清渣,機(jī)械化程度相對(duì)也比較高。但是惰性氣體保護(hù)焊的操作難度往往較大,設(shè)備也較為復(fù)雜,同時(shí)還需要借助直流弧焊電源,難以形成良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3等離子弧焊

對(duì)于奧氏體不銹鋼進(jìn)行焊接處理還可以采用等離子弧焊,尤其是在厚度低于10mm的奧氏體不銹鋼焊接處理中,該方法的運(yùn)用較為理想,在低于0.5mm的薄板處理中,等離子弧焊的應(yīng)用效果往往更為突出。因?yàn)榈入x子弧焊在實(shí)際應(yīng)用中可以形成較為集中的熱量,進(jìn)而也就能夠不開坡口進(jìn)行焊接處理,且不需要填充金屬,能夠一次成型,在奧氏體不銹鋼管的縱縫焊接處理中表現(xiàn)出了良好的應(yīng)用價(jià)值。但是其技術(shù)操作精確度要求較高,同樣也需要較高的成本投入。

2奧氏體不銹鋼焊接工藝要點(diǎn)

2.1焊前準(zhǔn)備要點(diǎn)

在奧氏體不銹鋼焊接處理前,首先需對(duì)焊接材料嚴(yán)格把關(guān),以便為后續(xù)焊接工作形成良好的準(zhǔn)備條件。對(duì)于焊條需要進(jìn)行恰當(dāng)選擇,要求存儲(chǔ)在干凈庫房,避免焊條受到嚴(yán)重污染和影響,導(dǎo)致其后續(xù)焊接應(yīng)用效果受損。對(duì)于需要焊接的奧氏體不銹鋼更是需要進(jìn)行充分準(zhǔn)備,要求營造較為理想的焊接條件,尤其是對(duì)于焊縫區(qū)域,更是需要圍繞著如何防控焊縫金屬增碳進(jìn)行整理,清除各類污染成分,對(duì)于坡口以及相關(guān)區(qū)域進(jìn)行徹底清洗,利用丙酮或者是酒精進(jìn)行全面擦拭。即使在接口區(qū)域存在難以清除的雜質(zhì),也需要避免應(yīng)用碳鋼鋼絲球處理,應(yīng)該選用砂輪或者是不銹鋼鋼絲刷進(jìn)行清理,以此形成良好的焊縫準(zhǔn)備條件。當(dāng)然,焊前準(zhǔn)備工作還需要關(guān)注于人員的準(zhǔn)備,要求焊接操作人員具備良好的從業(yè)資質(zhì),能夠?qū)τ趭W氏體不銹鋼焊接形成良好的勝任力,避免人因問題帶來嚴(yán)重的焊接威脅。

2.2恰當(dāng)選擇焊接方法

針對(duì)奧氏體不銹鋼的不同焊接要求和目的,需要選擇適宜合理的焊接方法,以此更好實(shí)現(xiàn)最終焊接質(zhì)量的保障,避免因?yàn)榉椒ㄟx擇不當(dāng)帶來嚴(yán)重失誤。在焊接方法選擇中,除了要求充分分析上述幾種常見焊接工藝外,還需要重點(diǎn)根據(jù)奧氏體不銹鋼的具體表現(xiàn)進(jìn)行靈活運(yùn)用,比如當(dāng)需要焊接的奧氏體不銹鋼材料相對(duì)較薄時(shí),不僅僅可以利用等離子弧焊,還可以利用氧化鈦型藥皮焊條進(jìn)行處理,以此更好確保電弧的穩(wěn)定性,保障最終焊接成果較為完美,能夠具備良好美觀性;如果是涉及到立焊或者是仰焊位置,則需要利用氧化鈣型藥皮焊條進(jìn)行處理,以此更好確保焊接過程中具備理想的支托效果,避免被焊接的金屬材料受到嚴(yán)重影響;對(duì)于惰性氣體保護(hù)焊以及埋弧自動(dòng)焊方式的應(yīng)用,同樣也需要在焊絲選擇中進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān),確保其所用焊絲的鉻錳含量相對(duì)高一些,進(jìn)而形成良好的合金補(bǔ)償效果,避免在焊接區(qū)域出現(xiàn)嚴(yán)重受損問題。

2.3規(guī)范焊接操作

在奧氏體不銹鋼焊接過程中,需重點(diǎn)規(guī)范焊接流程,嚴(yán)格控制相應(yīng)焊接工藝,避免出現(xiàn)嚴(yán)重焊接隱患。比如溫度控制就是比較關(guān)鍵的工藝要點(diǎn),焊接人員需要針對(duì)焊縫溫度予以嚴(yán)格把關(guān),確保其能夠維持在150攝氏度以內(nèi),避免溫度過高帶來嚴(yán)重不良影響。為了更好形成良好溫度控制效果,除了借助于惰性氣體進(jìn)行降溫外,還可以采用壓縮空氣吹焊縫或者是在焊縫背面進(jìn)行噴水處理,嚴(yán)格控制層間溫度,同時(shí)避免在相關(guān)措施應(yīng)用中產(chǎn)生不良影響。在焊接處理過程中,焊接人員同樣也需要注重嚴(yán)格控制焊道,利用窄焊道技術(shù),對(duì)于焊條進(jìn)行精細(xì)化管控,避免出現(xiàn)較為嚴(yán)重的隨意擺動(dòng)問題,同時(shí)盡可能提升焊接速度,以此更好形成良好的熔合效果,保障最終焊接質(zhì)量符合要求。對(duì)于焊接操作人員而言,具體焊接工藝應(yīng)用需要盡量標(biāo)準(zhǔn)可靠,嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行,在各類焊接設(shè)備以及材料的應(yīng)用中更是需要規(guī)范化控制,解決設(shè)施方面的隱患問題。

2.4焊后處理

奧氏體不銹鋼焊接工藝的應(yīng)用還需要關(guān)注于焊后環(huán)節(jié),要求能夠?qū)τ诤缚p進(jìn)行實(shí)時(shí)關(guān)注,確保其能夠形成良好的焊接成效。一般而言,因?yàn)閵W氏體不銹鋼自身具備良好的焊接性,進(jìn)而不需要進(jìn)行應(yīng)力消除處理,可以依托自身良好的塑形和韌性進(jìn)行殘余應(yīng)力的緩慢消除,不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重有害影響,同時(shí)避免了消除應(yīng)力處理帶來的焊接區(qū)域耐腐蝕性降低問題。但是對(duì)于奧氏體不銹鋼的焊接區(qū)域同樣也需要進(jìn)行必要的焊后熱處理,以此更好實(shí)現(xiàn)耐蝕性的提升,比如穩(wěn)定化處理以及固溶處理都是較為常見的手段,需要予以規(guī)范化運(yùn)用。

3奧氏體不銹鋼焊接常見缺陷及其處理

3.1晶間腐蝕及其防治

奧氏體不銹鋼焊接中出現(xiàn)晶間腐蝕現(xiàn)象較為常見,該類缺陷主要發(fā)生于晶粒邊界,是比較危險(xiǎn)的缺陷類型,尤其是伴隨著腐蝕的深入和加劇,由此帶來的損傷問題更是不容忽視。晶間腐蝕主要就是因?yàn)楹附犹幚碇邪殡S著晶粒表層鉻的缺失,進(jìn)而容易在這些貧鉻區(qū)出現(xiàn)被腐蝕現(xiàn)象,最終導(dǎo)致其強(qiáng)度下降,出現(xiàn)沿晶界斷裂隱患。為了較好預(yù)防晶間腐蝕問題,在焊條選擇中需要嚴(yán)格把關(guān),不僅僅要控制其含碳量,還需要優(yōu)先選用含鈦或鈮等穩(wěn)定元素較高的焊條,以此更好優(yōu)化后續(xù)焊接效果。在焊接處理過程中,更是需要規(guī)范焊接操作,要求能夠盡量加快焊接速度,避免在某區(qū)域過長時(shí)間停留,同時(shí)切實(shí)做好高溫區(qū)域的冷卻處理,如此也就能夠較好保障均勻奧氏體組織的形成,規(guī)避腐蝕現(xiàn)象。

3.2熱裂紋及其防治

熱裂紋同樣也是奧氏體不銹鋼焊接處理中較常見的一類缺陷,該類問題的出現(xiàn)同樣會(huì)降低奧氏體不銹鋼的強(qiáng)度,容易在后續(xù)出現(xiàn)嚴(yán)重?cái)嗔央[患。熱裂紋主要集中在晶界處,因?yàn)楹附舆^程中出現(xiàn)過大的溫度范圍,進(jìn)而也就容易導(dǎo)致雜質(zhì)偏析問題過于突出,容易在冷卻收縮時(shí)出現(xiàn)較大應(yīng)力,進(jìn)而出現(xiàn)明顯形變。針對(duì)這一熱裂紋缺陷進(jìn)行防治同樣也需要嚴(yán)格控制整個(gè)焊接工藝流程,比如在焊縫金屬處理中應(yīng)該促使其呈現(xiàn)雙相組織,對(duì)于鐵元素進(jìn)行嚴(yán)格控制,同時(shí)規(guī)避可能出現(xiàn)的S、P雜質(zhì),以此更好實(shí)現(xiàn)對(duì)于焊接質(zhì)量的把關(guān),避免出現(xiàn)雜質(zhì)偏析嚴(yán)重問題,對(duì)于整體抗裂效果予以優(yōu)化。對(duì)于焊接過程中的冷卻速度予以嚴(yán)格控制,避免出現(xiàn)溫度失控問題,同樣也能夠較好提升熱裂紋的防控效果。

3.3應(yīng)力腐蝕開裂及其防治

奧氏體不銹鋼焊接中出現(xiàn)嚴(yán)重應(yīng)力腐蝕開裂現(xiàn)象同樣不容忽視,其主要是在拉伸應(yīng)力作用下,相應(yīng)焊接接頭出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕問題,進(jìn)而帶來的開裂危害,最終直接導(dǎo)致焊接接頭失效。為了較好防治應(yīng)力腐蝕開裂問題,應(yīng)該有效控制冷卻變形度,嚴(yán)格規(guī)范焊接流程,保障焊縫能夠規(guī)范有效形成。當(dāng)然,對(duì)于焊材的選擇也需要嚴(yán)格控制,以促使焊材較為是以合理,尤其是能夠促使其和母材較為匹配。

4結(jié)語

綜上所述,奧氏體不銹鋼焊接工藝的應(yīng)用需要嚴(yán)格把關(guān),要求結(jié)合不同焊接需求和條件,恰當(dāng)選擇最為適宜的焊接方法,并且能夠在焊條選擇以及后續(xù)焊接過程中規(guī)范化控制,以求最大程度上確保奧氏體不銹鋼焊接質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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作者:項(xiàng)力中 單位:浙江大大不銹鋼有限公司