不銹鋼的焊接工藝準(zhǔn)備
不銹鋼在切割的裝配過程中，應(yīng)比切割和裝配碳鋼還要小心謹(jǐn)慎。在焊接準(zhǔn)備過程中小心謹(jǐn)慎可改善焊縫和*終產(chǎn)品的質(zhì)量，使*終產(chǎn)品具有*佳的使用可靠性 。

1.切割和焊接準(zhǔn)備

除了氧乙炔焰切割外，可以用切割碳鋼的方法來切割不銹鋼。氧乙炔火焰切割不銹鋼（無富鐵粉添加劑）會(huì)形成耐熔氧化鉻，使切口不齊，被切割或準(zhǔn)備焊接的部件的厚度和開口在很大程序上確定了哪種方法*適用。

2.焊接接頭設(shè)計(jì)

不銹鋼焊接接頭的設(shè)計(jì)與普通鋼焊接接頭的設(shè)計(jì)類似。所選擇的焊接接頭設(shè)計(jì)必須使焊縫具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和使用壽命，同時(shí)，焊接成本要低。腐蝕用途中用的對(duì)接焊縫應(yīng)是全熔焊縫。填角焊縫沒有必要全熔透，只要把兩面或兩端焊好，密封住聚積液體造成縫隙腐蝕的空隙即可。

在聯(lián)管箱上對(duì)支管接頭進(jìn)行角焊使內(nèi)徑上有大而嚴(yán)重的縫隙。這種縫隙會(huì)造成縫隙和微生物腐蝕，在為各種用途裝配不銹鋼管時(shí)，都嚴(yán)禁發(fā)生上述情況。和碳鋼相比，熔融不銹鋼焊縫金屬的流動(dòng)性偏差，焊縫焊透深度也不深。為了彌補(bǔ)這些缺陷，不銹鋼焊接接頭的坡口更大，焊接區(qū)更薄，根部間隙更寬。焊接工藝對(duì)*佳接頭設(shè)計(jì)也有影響。例如，噴弧的氣體保護(hù)金屬極電弧焊的熔透深度比短弧式氣體保護(hù)金屬極電弧焊要深，所以前一種工藝所用的焊接區(qū)要比后一種厚一些。

3.焊接準(zhǔn)備過程中的清理

要清理的焊縫區(qū)域包括接頭邊部和附近表面的兩三英寸處。清理不好會(huì)造成裂紋、砂眼或未焊透等焊縫缺陷。如果在焊接或加熱處理前有異物留在表面，焊縫和熱影響區(qū)的耐腐蝕性能就會(huì)顯著降低。在清理后，需應(yīng)迅速進(jìn)行焊接，否則須蓋住接頭。

3.1氧化物和其它表層

要焊接的接頭應(yīng)沒有熱切割后通常留下來的表面氧化物。不銹鋼氧化物主要為鉻和鎳的氧化物。由于這些氧化物的熔化溫度比焊縫金屬要高，所以，在焊接過程中，它們不能熔融。

通常，在凝固的焊縫中，氧化物膜成為夾帶，成為射線很難檢測(cè)的缺陷。這點(diǎn)和碳鋼焊接不同。焊接碳鋼鋼時(shí)，氧化鐵和焊縫金屬的熔化溫度基本相同。當(dāng)在有較厚的氧化鐵皮的鋼上焊接時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)不銹鋼氧化膜所造成的問題。金屬和金屬氧化物熔化溫度間的差別如下。

一般來說，鋼鐵廠所交付的不銹鋼鍛件上沒有有害的氧化物，所以，焊接前不需進(jìn)行專門處理。氧化層薄，一般不會(huì)造成焊接問題。非常薄的金屬，像0.25mm以下的帶鋼，可能需做氣噴磨料珩磨，原因是在細(xì)小速凝焊縫中會(huì)夾帶薄氧化物膜。

一般來說，一直在使用的不銹鋼需專門進(jìn)行焊前清理。如果合金一直暴露于高溫環(huán)境，表面通常嚴(yán)重氧化，或有滲碳層或滲硫?qū)印１仨毨眯弈セ驒C(jī)加工去除。利用鋼絲刷無法去除牢固粘住的氧化物。一直用于化工的不銹鋼設(shè)備可能已被產(chǎn)品介質(zhì)所污染。例如，被氫氧化物所污染。如果在焊接過程表面有氫氧化物，焊縫和熱影響區(qū)就會(huì)產(chǎn)生裂紋。焊接前，利用酸溶液中和氫氧化物的殘余物就是效的清理方法之一。在對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修焊接之前，進(jìn)行中和處理是很好的方法。也就是說，利用輕度堿性溶液中和酸污染的表面，利用輕度酸性溶液中和堿污染的表面。在中和處理后，通常應(yīng)該用熱水進(jìn)行沖洗。

3.2污染元素

焊接之前，有許多元素和化合物是必須要消除掉的。如未**掉，焊接過程中產(chǎn)生的熱就會(huì)造成裂紋、焊接缺陷或降低焊縫或熱影響區(qū)的耐腐蝕性能。要**的元素和元素的一般來源為：

硫、碳-碳?xì)浠衔铮呵懈钜骸?rùn)滑油脂、油、臘、底漆。

硫、磷、碳：標(biāo)記筆、漆、溫度顯示標(biāo)記。

鉛、鋅、銅：工具，例如錘子（鉛）、固定支撐桿（銅）、富鋅漆。

車間灰塵：上述各種元素。

硫、磷和低熔點(diǎn)金屬會(huì)造成焊縫或熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋。焊接過程中留在表面的碳或含碳材料可能會(huì)帶入溶液中，形成較厚的碳層，這在某些介質(zhì)中，會(huì)降低耐腐蝕性。

除一般常識(shí)外，**上述雜質(zhì)須遵循幾條原則。未粘油或油脂的金屬雜質(zhì)*好用機(jī)械方法，例如噴丸或修磨去除。重要的是確保噴丸材料或砂輪上沒有游離鐵等雜質(zhì)。硝酸處理后，接著再進(jìn)行中和處理也是去除某些低熔點(diǎn)金屬的有效方法。這樣，也不會(huì)損壞不銹鋼。

油或油脂基雜質(zhì)（碳?xì)浠衔铮┍仨氂萌軇┻M(jìn)行清理，因?yàn)橛盟蛩崴礈鞜o法去除這些雜質(zhì)。通常，大型焊件用沾了飽合溶劑的布擦。其它常用的方法包括用堿、乳化劑、溶劑浸洗、擦洗或噴洗，或利用上述方法同時(shí)進(jìn)行；利用蒸汽脫脂；利用蒸汽，加或不加清洗劑；或利用高壓水噴射。

除油或油脂的典型程度包括：

――用干凈布擦掉雜質(zhì)；

――利用有機(jī)溶劑，像脂肪石油，氯化烴或脂肪石油和氯化烴的混合物擦洗焊縫區(qū)域（至少擦洗焊縫兩側(cè)125px的區(qū)域，僅能使用干凈的溶劑（未被酸，堿或其它異物污染）和干凈的布；

――利用干凈干燥的布去除溶劑；

――進(jìn)行檢查，確保擦干凈。

布上有殘余物表明沒有擦干凈。在尺寸允許的情況下，斷火測(cè)試或霧化試驗(yàn)就是有效的檢查方法。

選擇脫脂溶劑不能僅考慮除油能力，下列兩點(diǎn)還需注意。

1）氯化溶劑

許多工業(yè)用溶劑含有氯化物，在清理機(jī)加工部件和無縫隙部件時(shí)，這些溶劑很有效。利用氯化溶劑的潛在問題是氯化物會(huì)在縫隙內(nèi)集聚，這會(huì)造成縫隙裂紋和應(yīng)力腐蝕裂紋。利用氯化溶劑清理后，不銹鋼熱交換器就會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕裂紋。有些組織嚴(yán)禁在板上使用任何氯化溶劑。清理不銹鋼時(shí)，*好使用非氯化溶劑。設(shè)備的縫隙清理總是使用非氯化溶劑。

2）公害

術(shù)語(yǔ)公害的定義包括對(duì)肺、皮膚、眼睛或粘膜造成損害的致癌物、有毒物質(zhì)、刺激劑、腐蝕劑、過敏劑等。每個(gè)組織都須確保所用溶劑對(duì)人和設(shè)備無害。除考慮有毒的作用外，還需考慮易爆煙霧的排氣、廢溶劑的**處理及有關(guān)的運(yùn)輸問題。顯然在這些方面，須遵守當(dāng)?shù)氐姆ㄒ?guī)。

焊接前清理用的溶劑包括，但不限于下列幾種：

－非氯化溶劑：甲苯，*****和丙酮。

－氯化溶劑：三氯甲烷。

在運(yùn)輸過程中，必須遵守有關(guān)規(guī)定及生產(chǎn)制造廠的說明。

4.夾持、固定及定位焊

進(jìn)行焊接之前，對(duì)齊部件可減少焊接時(shí)間。要想取得良好的焊接質(zhì)量，必須仔細(xì)地把焊接的部件對(duì)齊是很重要的。當(dāng)一個(gè)部件比另一個(gè)部件厚時(shí)，例如，箱頭比箱殼厚，為了降低應(yīng)力集中，應(yīng)把箱頭側(cè)按3：1的比例加工成錐形。焊根間隙不同的接頭需焊接人員進(jìn)行專門的調(diào)整，而且會(huì)造成燒穿或未溶透。當(dāng)要焊接的部件大時(shí)，使用夾具是很經(jīng)濟(jì)的。

4.1夾具及定位器

通常，夾具是為每一個(gè)特殊部件而設(shè)計(jì)的，用于在整個(gè)操作過程中把部件夾在一起。當(dāng)定位器上安有夾具時(shí)，焊接就更容易。使用夾具有優(yōu)點(diǎn)為：

－接縫接合較好。

－減少了定位焊及焊接時(shí)間

－*大限度降低了焊接所造成的變形。

－焊好的部件公差小。

重要的是用來夾不銹鋼部件的夾具表面不會(huì)使不銹鋼部件造成鐵污染。在夾具的夾持表面墊上一層不銹鋼，而且夾具僅用來夾不銹鋼部件就可以防止鐵污染。

4.2背貼材料

在焊接薄板或中板時(shí)，應(yīng)使用背貼材料，除非可以焊接接頭的兩面。在不采用背貼的情況下，下面會(huì)有縫隙的雜散滲透，氣孔或過分氧化。這些缺陷會(huì)降低焊接強(qiáng)度，并造成加速腐蝕。銅的導(dǎo)熱性高，通常用作墊板。在正常焊接過程中，銅板墊板冷卻焊縫，在不熔化銅的情況下，使金屬凝固。電弧不能偏置使銅熔化進(jìn)入不銹鋼焊縫，否則會(huì)導(dǎo)致焊縫裂紋。焊接后進(jìn)行酸洗來去除表面的微量銅是好方法，如果焊接后進(jìn)行固溶處理，酸洗就至關(guān)重要。

保護(hù)焊縫背面用氬氣可為氣體保護(hù)鎢極電弧焊焊縫下面提供良好的保護(hù)。它幫助熔透控制，使下面有一個(gè)光亮、干凈的表面。氮?dú)庖灿米鞅Ｗo(hù)焊縫背面用氣體，而且價(jià)格比氬氣便宜。但是，氮?dú)獠荒苓M(jìn)入電弧氣氛內(nèi)，因氮?dú)鈺?huì)改變焊縫金屬的成分平衡。

當(dāng)銅墊板或氣體背吹洗不實(shí)際時(shí)，還可采用工業(yè)用的膠帶、軟膏和陶瓷支撐材料。這些材料可防止燒透，但對(duì)防氧化作用不大，所以在使用這些材料時(shí)，焊接后用修磨或酸洗進(jìn)行*終清理是必要的。

4.3定位焊

為在整個(gè)長(zhǎng)度上保持均勻的間隙和對(duì)準(zhǔn)，在不用夾具保持接縫的情況下，必須使用定位焊。為*大限度地降低收縮影響，定位焊應(yīng)按順序進(jìn)行。在固定兩塊板時(shí)，應(yīng)首先焊接兩端，然后再焊接中部。和普通碳鋼相比，不銹鋼定位焊的間距要小得多，原因是不銹鋼的熱膨脹較大，造成的變形更大。當(dāng)主要要考慮變形時(shí)，就建議不銹鋼定位焊的間距比碳鋼定位焊的間距小一半。定位焊焊縫的長(zhǎng)度*短為3mm，薄材可采用小塊焊縫金屬，厚材可采用254mm以上長(zhǎng)的焊縫金屬。重要的是，定位焊焊縫形狀不能造成*終焊縫的缺陷。應(yīng)對(duì)大而高的定位焊焊縫或焊縫頭尾進(jìn)行修磨。利用氣體保護(hù)鎢極電弧焊工藝可以容易地控制焊道形狀，所以用于定位焊很好。進(jìn)入到*終焊縫的定位焊縫必須用鐵絲刷凈或修磨干凈。檢查有無火口裂紋，如有裂紋必須修磨掉。

4.4GTAW焊根用連管接頭

由于定位焊一般成為根部焊縫的一部分，所以定位焊很重要。為防止氧化，需在定位焊前進(jìn)行惰性氣體吹洗。在沒有易耗嵌條的定位焊接縫中，或在人們所稱之為有間隙的焊根焊縫中，有一種很強(qiáng)的收縮力把接頭拉到一起，使其閉合。要保持所需的間隙，就需要使用墊片或增加定位焊縫的尺寸和數(shù)量。墊片通常是很短的直徑適當(dāng)?shù)募儍舨讳P鋼絲。有裂紋或缺陷的定位焊縫必須要修磨掉。為了幫助熔入根部焊縫，必須把有間隙的焊根的兩端修成錐形。

在根部焊道焊接過程中，保持適當(dāng)?shù)拈g隙有兩種目的。首先，恒定均勻的間隙有助于焊工焊接*佳ID根部輪廓。當(dāng)接縫閉合時(shí)，形成凹面焊根，而不是人們所希望的稍微有凸度的焊根。另一個(gè)原因是均勻的焊根間隙有助于保持*佳的焊根焊道的化學(xué)成分。對(duì)許多腐蝕用途來說，為使焊縫的耐腐蝕性能和基體金屬一樣，添加填縫金屬很重要。當(dāng)焊縫閉合時(shí)，通常不可能把適當(dāng)量的填充金屬熔入焊縫焊根。例如，為使焊根焊縫整體性好，6％鉬不銹鋼需要適當(dāng)?shù)暮父g隙和添加適量的填充金屬。

4.5管道根部焊接過程中的吹洗

在進(jìn)**體保護(hù)鎢極電弧焊的根部焊道焊接前，必須用惰性氣體吹洗管道內(nèi)部。不進(jìn)行吹洗，就會(huì)使內(nèi)徑焊根嚴(yán)重氧化，顯著降低耐腐蝕性能。一般吹洗用純氬，但有時(shí)也使用氮?dú)猓蚴褂玫獨(dú)獬杀镜汀?duì)于雙相不銹鋼，保護(hù)焊縫背面用氮?dú)饪裳a(bǔ)償焊縫金屬內(nèi)的氮?dú)鈸p失，提高焊縫的耐點(diǎn)蝕性能。在歐洲，吹洗奧氏體鋼管廣泛用氮-10％氬混合氣體，但雙相不銹鋼通常不用。

吹洗一般分兩步，**步是在焊接前排出管道內(nèi)的氣體。為節(jié)約時(shí)間和吹洗氣體，通常在焊縫接頭兩端使用擋板來減少吹洗區(qū)域。在吹洗前，應(yīng)用膠帶粘住有間隙的焊根焊縫接頭，排出靜止氣體。焊接前，內(nèi)部氧氣含量應(yīng)降至1％以下。焊接開始前，應(yīng)把吹洗氣體流量降低到僅有一點(diǎn)正壓。揭開要焊區(qū)域前粘接焊縫接頭的膠帶。在根部焊道后，為*大限度地降低內(nèi)焊縫表面上的回火色（氧化），要在后兩次的填充焊道過程中保持內(nèi)部吹洗。特別是在焊接后不能進(jìn)行酸洗的情況下，這點(diǎn)更為重要。