不锈钢材料的可焊接性能分析(上)

在电弧焊中，由于焊缝金属需要与母材相匹配的机械性能，焊工必须避免焊缝成形缺陷。缺陷的形成原因主要为焊接技术较差、适应材料或焊接工艺的措施不足、组件中的高压力。

避免诸如由于焊接技术差而导致的熔合不足和炉渣夹杂等缺陷的技术是大家都知道的。但是焊工也应该知道，材料自身可能容易形成由焊接过程引起的缺陷。

在材料类型方面，在可焊性方面，常用材料可分为以下几种：分别是钢、不锈钢、铝及其合金、镍及其合金、铜及其合金、钛及其合金、铸铁。

可以使用熔焊工艺来焊接这些材料的大部分合金，厚度范围很宽。当缺陷形成时，它们将位于焊缝金属或紧邻焊缝的母材，称为热影响区（HAZ）。由于焊接金属的化学成分决定了瑕疵的风险，所以填充金属的选择不仅在获得足够的机械性能和耐腐蚀性方面，而且在产生完善的焊接方面都是至关重要的。然而，HAZ缺陷是由焊接过程中产生的热量的不利影响引起的，只能通过严格遵守焊接程序来避免。

常用的钢材被认为是易于焊接的。但是，这些材料可能会因以下类型的缺陷而面临风险：分别是孔隙度 、凝固开裂、氢裂化、再加热开裂。

其他制造缺陷是片状撕裂和液化裂纹，但使用现代钢和消耗品，这些类型的缺陷不太可能出现。

关于多孔性，孔隙是由凝固的熔池中的不连续的气穴所形成的。气体可能来自不良的气体屏蔽，表面污染物如锈或油脂，或母体金属（自熔焊缝），电极或填充焊丝中的脱氧剂不足。特别严重的孔隙形式是由表面污染或潮湿电极焊接造成的“虫洞”。

母体金属、电极和填充金属丝中锰和硅的存在是有益的，因为它们起到脱氧剂的作用，与熔池中的夹带空气结合形成熔渣。高氧含量的钢材只能使用消耗品焊接，焊接池中添加了铝。
要获得良好的无孔隙焊缝，焊接前应对连接区域进行清洁和除油。除非认为适合用特定工艺和程序进行焊接，否则应除去底漆。当使用气体保护工艺时，材料表面需要更严格的清洁，例如脱脂，研磨或机械加工，然后进行最终的脱脂，并且必须防止电弧起霜。

关于凝固开裂，由于焊缝强度不足以承受焊缝金属内的收缩应力，所以会发生凝固裂纹。在高稀释的情况下，母体金属中硫，磷和碳的吸收会增加焊缝金属（凝固）开裂的风险，特别是在厚壁截面和高度受限的接头处。焊接高碳和含硫钢时，薄焊缝更容易发生凝固开裂。然而，具有大的深宽比的焊缝也可能是易受影响的。在这种情况下，焊缝的中心，最后一部分凝固，会有高浓度的杂质，增加了开裂的风险。