奧氏體不銹鋼的焊接特點及質(zhì)量問題有哪些

由于奧氏體不銹鋼有物理性能特點以及對耐腐蝕性、抗裂性等的具體要求，故焊接特點如下：

  1. 焊接變形大：由于奧氏體不銹鋼熱導(dǎo)率較小、線膨脹系數(shù)較大，在自由狀態(tài)焊接時易于產(chǎn)生較大的變形，因此，應(yīng)選用能量集中的焊接方法，以機械化快速焊接為好。

  2. 對焊接材料要求嚴(yán)：選擇焊接材料時，應(yīng)當(dāng)考慮焊縫成分的要求，以保證晶間腐蝕和抗熱裂性能。

  3. 焊接時熔深大：在同樣的焊接電流下，奧氏體不銹鋼的熔深比結(jié)構(gòu)鋼大。

  4. 宜快速焊接：一般采用同質(zhì)填充金屬，焊接時應(yīng)盡可能使焊接的冷卻速度加快。

  5. 宜短弧、直線焊接：焊絲或焊芯中所含合金元素與氧有較大的親和為防止合金元索的燒損必須采用短弧焊、不擺動的工藝方法。

  6. 宜保持穩(wěn)定的焊接工藝參數(shù)；為了獲得穩(wěn)定的焊縫成分，必須在焊接時保持熔合比的穩(wěn)定，因此，焊接工藝參數(shù)應(yīng)當(dāng)保持穩(wěn)定。

 由于奧氏體術(shù)銹鋼本身具有的物理及性能特點，在熔化焊過程中主要存在的焊接缺陷有：焊接裂縫、焊縫區(qū)晶間腐蝕、氣孔、咬邊、焊瘤、未焊透、凹陷等。

  1. 焊接裂紋：臭氏體鋼焊接時在焊縫及近縫區(qū)都可能產(chǎn)生熱裂紋。熱裂紋產(chǎn)生的原因是：縫金屬凝固期間存在較大的拉應(yīng)力，這是產(chǎn)生凝固裂紋的必要條件。由于奧氏體不銹鋼的熱導(dǎo)率小、線膨脹系數(shù)大，在焊接條件下必然形成較大的拉應(yīng)力；方向性強的焊縫柱狀晶組織，利于有害雜質(zhì)的偏析及晶間液態(tài)夾層的形成；母材及焊縫的合金組成比較復(fù)雜，合金元素也能形成有害的易熔夾層。防止產(chǎn)生焊縫裂紋的措施；嚴(yán)格限制有害雜質(zhì)含量；盡量避免形成單相奧氏體組織；適當(dāng)調(diào)整合金成分，可以明顯地改善單相奧氏體焊縫的抗裂性：盡量減小焊縫的過熱，在焊接工藝上應(yīng)盡量減小熔池過熱，采用小線能量及小截面焊縫是有益的。

  2. 晶間腐蝕：晶間腐蝕現(xiàn)象就是在有些情況下，金屬晶粒本身具有較好的耐腐蝕性，而晶粒邊界卻由于發(fā)生了某些變化而完全喪失了耐腐蝕性，結(jié)果在腐蝕介質(zhì)的作用下，金屬表面雖然看不出有什么損壞，但是，晶界卻被迅速溶解，并且不斷向金屬內(nèi)部深入，完全破壞了晶粒之間的聯(lián)系，使結(jié)構(gòu)早期破壞、力學(xué)性能顯著下降。當(dāng)18-8不銹鋼的含碳量C<0.03%時，即超低碳不銹鋼，幾乎沒有晶間腐蝕傾向。含有Ti、Nb的18-8不銹鋼也具有較強的晶間腐蝕能力。18-8不銹鋼焊接時的熱作用，對于焊縫金屬和焊接熱影響區(qū)的某些部位，實際上相當(dāng)于經(jīng)受了敏化處理，因此在焊后狀態(tài)這些部位就喪失了耐晶間腐蝕的能力易發(fā)生晶間腐蝕。  晶間腐蝕產(chǎn)生的原因較多，較完善的是碳化鉻析出造成晶間貧鉻的理論，就是碳與鉻在晶粒邊界形成碳化鉻，造成品界貧鉻而使之喪失耐晶間腐蝕的能力。加熱條件是與合金元素的擴散相聯(lián)系的。當(dāng)加熱溫度低于450℃或加熱時間較短時，不利于合金元素擴散而難以形成鉻的碳化物，這樣就不致產(chǎn)生貧鉻現(xiàn)象：當(dāng)加熱溫度比較高時，Cr的擴散速度增大，雖然也還在不斷地形成鉻的碳化物，但是由于鉻的擴散情況得到改善，晶粒表層的貧鉻現(xiàn)象可以逐步消失。但當(dāng)18-8不銹鋼長時間處于敏化溫度，就會因晶界貧鉻而發(fā)生晶間腐蝕。防止產(chǎn)生晶間腐蝕的措施：在母材及焊縫中加入穩(wěn)定劑Ti或Nb。由于Ti、Nb是較強的碳化物形成元素，因而能夠優(yōu)先形成鈦或鈮的碳化物而阻止碳化鉻的形成，使晶粒和晶界的含鉻量均在耐腐蝕的濃度以上，這是常用的有效措施；在18-8鋼及焊縫金屬中加入鐵索體形成元素，從而獲得奧氏體與鐵索體的雙相組織；盡可能降低母材及焊縫金屬中含碳量。碳對不銹鋼的耐腐蝕性能是有害的，所以不銹鋼中部限制了含碳量，當(dāng)含碳量降至奧氏體中的溶解度以下(<0.03%)時，就可以避免碳化鉻的析出；焊接時應(yīng)采用小焊接電流、快速焊接，目的是減小熱影響區(qū)寬度，縮短焊接敏化溫度區(qū)間停留的時間，以及細(xì)化焊縫組織。

  3. 氣孔：氣孔是焊縫金屬中的氣泡上浮時，其中有一部分來不及跑掉而凝固于焊縫金屬中的產(chǎn)物，星球形小孔。產(chǎn)生氣孔的氣體多半是氫氣，其次有氧、氮等。為了防止這些氣體，焊前母材的清理，尤其是必須清除水分和油脂。

  4. 咬邊：是形成應(yīng)力集中的根源，對造成焊縫破壞的危險性較大．因為咬邊是由于焊接速度和焊接電流過大時引起的，所以作為防止方法，可以控制焊接速度和焊接電流。

  5. 焊瘤：瘤是熔敷金屬堆到未熔化的母材邊界上所造成的狀態(tài)。和咬邊一樣，除缺口應(yīng)力集中較大外，還有容量引起間隙腐蝕的缺點。在焊接電流過小或焊接速度過慢時，就會產(chǎn)生焊瘤。

  6. 凹陷：由于電流過大、通電時間過長、電極端部過小等原因引起的．雖然對焊接強度沒有影響，但可降低耐蝕性能，并影響管材拉拔．

  7. 未焊透：由于熔敷金屬沒有充分熔深時所產(chǎn)生的，故可導(dǎo)致焊縫的強度不足，造成焊縫破壞。由于焊接間隙過小、焊接電流較小、弧長過長等原因都會產(chǎn)生未焊透。