不锈钢的焊接概述

 UPS电源知识     |      2020-10-01 05:09

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  不锈钢材料概述

  
 

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  不锈钢,是添加或不添加其他合金元素,正常铬含量至少为12%的合金钢。这些合金钢。这些合金钢的不锈性能和耐腐蚀性能,是由于在其表面上有一层钝的氧化膜。如果所置的条件能使这层钝的氧化膜去掉时,不锈钢便会收到腐蚀。不锈钢在大气中生成钝化膜的速度,取决于它的铬含量。经抛光的不锈钢,在大多数大气条件下仍是光亮的并不失去光泽。氧化膜在高温下增厚,并使金属失去光泽。
 

  
 

  2

  不锈钢一般分为以下几大组:

  (1)马氏体不锈钢
 

  (2)铁素体不锈钢

  (3)奥氏体不锈钢
 

  (4)沉淀硬化不锈钢

  (5)奥氏体-铁素体双向不锈钢

  锻造不锈钢,是美国钢铁学会(AISI)根据其化学成分给予分类和命名的。

  Cr-Ni-Mn奥氏体不锈钢是2xx系列,Cr-Ni奥氏体不锈钢是3xx系列,Cr铁素体和马氏体不锈钢是4xx系列。析出硬化类,是根据他们的C和Ni含量命名的。

  
 

  200系列:铬-锰-镍

  201,202等:以锰代镍,耐腐蚀性比较差,国内广泛用作300系列的廉价替代品

  300系列:铬-镍 奥氏体不锈钢

  301:延展性好,用于成型产品。也可通过机械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。

  302:耐腐蚀性同304,由于含碳相对要高因而强度更好。

  303:通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。

  304:通用型号;即18/8不锈钢。产品如:耐蚀容器、餐具、家俱、栏杆、医疗器材。标准成分是 18 % 铬加 8 % 镍。为无磁性、无法借由热处理方法来改变其金相组织结构的不锈钢。GB牌号为06Cr19Ni10。

  304 L:与 304 相同特性,但低碳故更耐蚀、易热处理,但机械性较差 适用焊接及不易热处理之产品。

  304 N:与 304 相同特性,是一种含氮的不锈钢,加氮是为了提高钢的强度。

  309:较之304有更好的耐温性,耐温高达980℃。

  309 S:具多量铬、镍,故耐热、抗氧化性佳,产品如:热交换器、锅炉零组件、喷射引擎。

  310:高温耐氧化性能优秀,最高使用温度1200℃。

  316:继304之后,第二个得到最广泛应用的钢种,主要用于食品工业、钟表饰品、制药行业和外科手术器材,添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。SS316通常用于核燃料回收装置。18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。

  316 L:低碳更耐蚀、易热处理,产品如:化学加工设备、核能发电机、冷冻剂储槽。

  321:除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外,其他性能类似304。

  347:添加安定化元素铌,适于焊接 航空器具零件及化学设备。

  400系列:铁素体和马氏体不锈钢,无锰,一定程度上可替代304不锈钢

  408:耐热性好,弱抗腐蚀性,11%的Cr,8%的Ni。

  409:最廉价的型号(英美),通常用作汽车排气管,属铁素体不锈钢(铬钢)。

  410:马氏体(高强度铬钢),耐磨性好,抗腐蚀性较差。

  416:添加了硫改善了材料的加工性能。

  420:“刃具级”马氏体钢,类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。也用于外科手术刀具,可以做的非常光亮。

  430:铁素体不锈钢,装饰用,例如用于汽车饰品。良好的成型性,但耐温性和抗腐蚀性要差。

  440:高强度刃具钢,含碳稍高,经过适当的热处理后可以获得较高屈服强度,硬度可以达到58HRC,属于最硬的不锈钢之列。最常见的应用例子就是“剃须刀片”。常用型号有 三种:440A、440B、440C,另外还有440F(易加工型)。

  500系列:耐热铬合金钢。

  600系列:马氏体沉淀硬化不锈钢。

  
 

  
 

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  主要性能

  焊接性能:产品用途的不同对焊接性能的要求也各不相同。一类餐具对焊接性能一般不做要求,甚至包括部分锅类企业。但是绝大多数产品都需要原料焊接性能好,像二类餐具、保温杯、钢管、热水器、饮水机等。

  耐腐蚀性能:绝大多数不锈钢制品要求耐腐蚀性能好,像一、二类餐具、厨具、热水器、饮水机等,有些国外商人对产品还做耐腐蚀性能试验:用NaCl水溶液加温到沸腾,一段时间后倒掉溶液,洗净烘干,称重量损失,来确定受腐蚀程度(注意:产品抛光时,因砂布或砂纸中含有Fe的成分,会导致测试时表面出现锈斑)。

  耐热性能:耐热性能是指高温下不锈钢仍能保持其优良的物理机械性能。

  
 

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  结构成分

  不锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低,因此,大多数不锈钢的含碳量均较低,最大不超过1.2%,有些钢的含碳量甚至低于0.03%(如00Cr12)。不锈钢中的主要合金元素是Cr(铬),只有当Cr含量达到一定值时,钢材有耐蚀性。因此,不锈钢一般Cr(铬)含量至少为10.5%。不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。

  

 

  不锈钢的焊接

  
 

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  焊接方法

  不锈钢容易用电弧焊、电子束焊、激光束焊、电阻焊和摩擦焊等焊接方法连接。通常采用的是熔化极气体保护电弧焊、钨极气体保护电弧焊、药芯焊丝电弧焊和手工电弧焊。等离子弧焊和埋弧焊也是可用的连接方法。

  
 

  
 

  2

  防止氧化

  为能适应用于不锈钢的焊接,焊接方法的选择就必须保护熔融焊缝金属在从电弧过渡和在凝固的过程中不受大气污染。采用某些焊接方法时,要求用焊剂去掉所要连接表面上的和熔融焊缝金属中的氧化铬。氧化铬是一种特别难熔的物质,要在高于不锈钢的熔化温度下才可以熔化。氟化物是在焊接过程中用于去除氧化铬最有效的介质。在不锈钢焊条的药皮中和埋弧焊焊剂中使用钙和钠的氟化物。气体保护焊时很少使用焊剂,因为在保护气体的气幕通常能防止过分的氧化。

  
 

  3

  焊前和焊后清理

  不锈钢的铬含量比较高促使形成坚韧的氧化物,为了顺利的进行焊接必须将其除掉。表面污染物对不锈钢焊缝的影响程度,要比对碳钢和低合金焊缝的影响大。为了获得致密的焊缝,在焊接前需要清理待连接表面。需要清理的面积应包括焊接的坡口面及相邻两侧坡口至少12-20mm的表面。厚板上,要求清理的带更宽一些,需要电阻点焊或缝焊的零件表面也应清理。

  可以使用的清理技术包括:
 

  (1)不锈钢丝刷
 

  (2)清洁的砂子喷砂或金属丸喷丸

  (3)使用合适的工具及无氟化物的切削液机加工或打磨

  (4)10%-20%硝酸溶液侵蚀

  要求进行彻底的焊后处理来清理焊渣(如果存在的话)。由焊接造成的有害表面斑点,最好用钢丝刷或机械抛光去除

  
 

  
 

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  填充金属

  不锈钢电弧焊用焊条和裸实心焊丝和复合药芯焊丝,是市场上可买得到的。用于钨极气体保护电弧焊、等离子弧焊和电子束焊的裸焊棒和焊丝也有生产,有多种可供室温和高温用途的钎焊不锈钢的适用钎料可供使用。通常适用于不锈钢的焊丝和焊条,其熔覆的全焊缝金属的化学成分,与具有同样三位数牌号的相应母材略有不同。填充金属化学成分的这种调整,是为产生具有满意的金相显微组织(没有裂纹或其它不允许的缺陷)的焊缝金属所必须的。
 

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