不锈钢铸件的焊接
不锈钢铸钢由于它的成分不同而性质各异,经过热处理,性质上又有各种变化,因此在焊接之前,对焊条的选择、焊接时的加热、冷却方法以及焊后热处理等,都必须根据焊接件的使用目的,做慎重考虑。
1、焊接方法:铬的不锈钢铸件主要采用焊条电弧焊、埋弧焊和钨极氩弧焊。
其中焊条电弧焊适用于所有的铬型不锈钢种,是应用最广最多的一种。
埋弧焊虽然效率高,但用于高铬钢时,结晶长大过速,性质容易变脆,所以埋弧焊方法不适用于Cr的质量分数在16%以上的铸钢的焊接,但焊接时如果使用奥氏体型焊丝还是可以的。
除了上述方法以外,也可以使用熔化极惰性气体保护焊(MIG)。
应当注意的是:无论使用哪种方法,虽然都容易施焊,但是为保证耐腐蚀性,要避免使用大电流,要竭力缩小热影响区。
2、焊条、焊丝与焊缝金属组织,铸钢焊接选用焊条的原则是:所选用的焊条一般应使熔敷金属中合金元素增高的,使敷金属的耐蚀性不低于母材为宜,选用焊接电流时,焊接电流要比焊低碳钢时的焊接电流小10%-20%。
埋弧焊焊丝和焊剂的配合,也和焊条情况一样,要着重在熔敷金属的成分上,在强调要求耐腐蚀的场合使用时,应使用烧结型焊剂。
3、铸钢件上缺陷的修补焊接:铸件上的气孔、裂纹等小的缺陷,在修补焊接之前应当预先完全清除,清除缺陷的办法与前面低碳钢铸件的清除方法相同。
①铬不锈钢铸件的修补:应根据母材的用途选用焊条,其中可以选用与母材性质相同的熔敷金属的焊条,也可以选用奥氏体型焊条,如果选用前者,特别是母材为马氏体组织,就应对母材进行150-300摄氏度的预热,以防止裂纹的产生,如果使用奥氏体型焊条就应考虑熔敷金属与母材熔合之后,其成分被稀释的问题,一般来说,25Cr-20Ni奥氏体型焊条元素成分较高,焊接铬不锈钢铸件比较适用,也也是焊接铸钢比较保险的焊条。
在焊前要对焊条进行加热烘干、低氢型、钙型要加热到300摄氏度,对钛钙型(奥氏体不锈钢焊条几乎都属于钛钙型)约加热到150摄氏度。
焊接完成后,为了软化和消除应力,要进行正火处理。
Cr的质量分数为11%-14%的铬不锈钢的正火温度一般为760-790摄氏度,壁厚25mm的铸件最少应保温4h,每增加25mm就增加1h,另外,加热后从600摄氏度左右开始快速冷却也有好处,因为从600摄氏度左右快速冷却可以避免回火脆性,同时对抵抗腐蚀也有作用。
②奥氏体不锈钢铸件的缺陷修补:对奥氏体不锈钢铸件的缺陷修补,要选用与母材成分相同的,或者比熔敷金属成分稍高的焊条。
对于奥氏体不锈钢铸件焊接时应注意热影响区容易发生碳化物析出,造成晶间腐蚀,有残余应力的地方容易引起应力腐蚀,为了防止这些缺陷的发生,要遵守下列事项:
1、不能进行预热。
2、应尽量减少焊接热输入。
3、在焊接中使母材冷却。
4、焊后进行固溶处理或消除应力退火。
4、铸钢修补的限制:铸钢件在铸造上的缺陷几乎都可以修补,也可以说修补后使用总比毁了重铸合算,但是为了保证铸钢件的质量,对焊接修补做出一定的限制还是必要的,以低合金钢铸件为例,下述情况是禁止修补的:
1、经过表面退火,表面上仍有缺陷的铸件。
2、缺陷深度超过壁厚二分之一的铸件。
3、同一部位反复出现缺陷的铸件。
4、在要求强度上特别关键性部位的缺陷。
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