不同种类不锈钢焊接加工工艺的注意点(上)

不锈钢知识
标准加工车间最常见三种不锈钢。奥氏体不锈钢是使用最广泛的,尤其是在典型的机械加工和制造应用中。硬质马氏体不锈钢经常用于硬表面处理等高磨损应用。铁素体不锈钢是汽车排气部件等消费品的最爱。

具有不同程度的耐腐蚀性,强度和可加工性的不锈钢型号的开发是非常受人欢迎的,所以发展很迅速,不锈钢材料型号也越来越多,但这种发展也导致焊接不锈钢比焊接传统碳钢需要更复杂的技术。

焊接不锈钢加工工艺

焊接不锈钢加工工艺

但实际上焊接不锈钢所需的技术与焊接标准碳钢所需的技术没有什么不同,除了两个例外。首先,必须对不锈钢加热和冷却进行更多的控制。其次,正确匹配填充金属与被焊材料更为重要。

现在虽然不锈钢型号种类繁多,但是可以归类为以下五种类型。

不锈钢总的归类是根据它们的微观结构进行分类、化学结果和钢材加热和加工的方式。显微组织对不锈钢的强度、延展性与其他物理和化学属性有很大的影响。

标准加工车间最常见三种不锈钢。奥氏体不锈钢是使用最广泛的,尤其是在典型的机械加工和制造应用中。硬质马氏体不锈钢经常用于硬表面处理等高磨损应用。铁素体不锈钢比其他形式的不锈钢便宜,使其成为汽车排气部件等消费品的最爱。

第四种类型的双相不锈钢是奥氏体和铁素体微观组织的组合,使其比任何一种组分都更为牢固,但也更难以使用。最后,沉淀硬化不锈钢还包括其他合金元素,例如铌,这增加了强度和成本。双相不锈钢和沉淀硬化不锈钢主要用于高性能应用领域,如航空航天和过程工业。

就像在任何类型的焊接中一样,在焊接之前清洁不锈钢是很重要的。然而,需要意识到,仅仅在不锈钢上使用诸如锤子和刷子之类的工具是多么重要,因为这种材料对任何碳钢的存在有多敏感。如果使用不锈钢刷清洁碳钢,就不要在任何不锈钢上再次使用。不锈钢锤子和夹子也是如此。为什么?因为微量的碳钢会嵌入不锈钢中,导致其生锈。

同样,在不锈钢附近研磨碳钢会导致问题。悬浮在空气中的碳钢粉尘可能会落在附近的不锈钢上,并导致生锈。这就是为什么保持碳钢和不锈钢工作区域分离的好主意。

准备焊接的另一个重要因素是确保有合适的填充材料,这意味着要知道焊接的是什么类型的基础材料。在许多情况下,使用与基体金属相同数量的填充金属一样容易。比如如果要连接两块316L不锈钢,则可以使用316L焊接料。

作为制造车间中最常见的不锈钢,奥氏体不锈钢其实就是300系不锈钢。虽然这些基材不需要预热,但是它们具有最高的层间温度。一旦基础金属达到华氏350度,比如如果需要进行多次焊接时,就需要停止焊接并让材料冷却下来。

一些300系列不锈钢被称为完全奥氏体,例如310、320和330不锈钢。此时必须小心管理这些材料,以便通过使用低热输入工艺和凸面焊接来防止开裂。如果在这些材料上进行平面或凹面焊接,将容易发生开裂。

另一个要考虑的参数是基材和填充金属的组成。考虑316L不锈钢。名称中带有“L”的等级在大多数应用中通常限于800℉或更低的温度,但是L并不意味着低温。它指定低碳含量,通常为0.03%的碳。

最受欢迎的奥氏体不锈钢牌号是304,但是选择一种填充金属与这种母材一起使用是不太简单的,因为没有304填充金属。相反,在这种情况下使用的填充金属是308L。它具有稍微不同的化学性质,允许填充金属经历与焊接相关的快速固化和冷却而不会开裂。

另一个例子是321不锈钢,该型号中会包括少量的钛。但是,填充金属中的任何钛在焊接过程中都会被烧毁。在这种情况下,适当的填料是347,其化学性质与321相似,但钛被铌取代。