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*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櫥椭⒂汀⑴D、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帶入溶液中，形成較厚的碳層，這在某些介質(zhì)中，會降低耐腐蝕性。

除一般常識外，**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在縫隙內(nèi)集聚，這會造成縫隙裂紋和應(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)語公害的定義包括對肺、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，下面會有縫隙的雜散滲透，氣孔或過分氧化。這些缺陷會降低焊接強(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淖兒缚p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)長度上保持均勻的間隙和對準(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。定位焊焊縫的長度*短為3mm，薄材可采用小塊焊縫金屬，厚材可采用254mm以上長的焊縫金屬。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τ陔p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。