焊接不锈钢工艺
焊接不锈钢工艺
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。
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*常见三种不锈钢。奥氏体不锈钢是使用*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*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。*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*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*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。
*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。
在焊接不锈钢加工工艺中，针对马氏体不锈钢、铁素体不锈钢等不锈钢类型也有相应的注意事项，下面就来具体讲述下。
马氏体类型的不锈钢与覆盖层相比用于接合较少，并且用于建立耐磨材料。它们通常具有*小的层间温度。这种材料的一个普遍应用是使连铸机中使用的钢卷恢复原状。一旦辊子磨损超过某一点，他们使用马氏体钢丝重新表面。在轧辊开始焊接之前，使用焊枪或电阻加热器将轧辊加热到400至600华氏度。一旦焊接开始，温度不能降至低于预热温度。马氏体不锈钢在冷却时变得非常硬且脆，这对于耐磨性而言是非常好的，但是在制造时对于焊缝是很难的。保持高于*小夹层温度可以使焊缝周围的区域冷却得太快。
在焊接马氏体不锈钢时，必须达到准确的预热温度，并在焊接的整个过程中保持*低的层间温度。否则产品*终可能会出现裂缝。
和许多其他不锈钢品种一样，如果要加入马氏体不锈钢，可能会使用相同数量的填充金属。在某些应用中，奥氏体不锈钢填充金属可用于相应连接。对于经常放在碳钢上的覆盖层，410是一种标准的填充金属选择。但不论作业类型如何，马氏体填充金属焊接成功的关键在于预热和缓冷。
至于铁素体不锈钢，大多数都应用在汽车领域。在这个应用中使用的两个*常见的牌号是409和439。铁素体不锈钢的厚度通常在1/4英寸或更小，所以大多数焊接材料都是一次焊接完成的。这点非常好，因为焊接铁素体不锈钢是*成功的低热量输入，*高层间温度为华氏300度。如果违反了这条准则，那在高热量输入下，材料开始经历晶粒生长并且可能很快失去强度。在较不常用的焊接较厚的铁素体不锈钢中，要特别小心限制热量输入。除此之外，将填充材料等级与基础金属等级相匹配，并且焊接结果应该很好。
在双相不锈钢焊接方面，过多的热量也会对双相不锈钢产生不利影响，这主要因为双相不锈钢的化学成分的复杂性。这种不锈钢具有奥氏体和铁素体不锈钢的部分，这也使得选择填充金属有点困难。很多类型的双相不锈钢基础金属不能用作填充金属，这主要是因为填充金属比基础金属冷却得快得多。略微调整化学成分使焊缝具有与母材类似的强度和材料特性。
其中一个例子是2205双相不锈钢，一种含有一些镍的双相不锈钢。使用的填充金属是2209，因为它会产生与基体金属具有相似数量的铁素体和奥氏体的焊缝，从而引发焊接问题。另一个例子是2507双相不锈钢，此时可以焊接2594填充金属。
另外有时可能需要焊接不同的金属或未知的材料，例如在进行现场维修时。幸运的是，填充金属已经被专门设计用于这种情况的化学物质所开发。例如，想加入304L不锈钢和碳钢的情况并不少见。在这种情况下，请考虑使用309L填充材料，对于高达750华氏度的不同金属来说，这可能是一个不错的选择。
如果对基本金属成分不确定，请考虑专门为维修开发的电极之一，如312不锈钢电极。这些焊接电极以各种商标命名，具有**的兼容性，具有高强度，耐腐蚀性和延展性的化学成分。它们也与大多数类型的基本金属兼容。而事实是，312电极和其他像他们一样的工作。不足之处是它们可能要比标准的气体保护电弧焊（GMAW）电线高三到四倍。
在焊接不锈钢时，重要的是要监测焊接金属和母材的温度。如果不能保持在指定的温度范围内，就可能会遇到性能问题。焊接时有三种方法可以检查钢的温度：温度指示棒具有准确确认温度的长期记录。但是，它们的范围是有限的，并且对于每个目标温度需要不同的棒。
电子红外测温仪能够快速，远距离感测钢的表面温度。他们需要清晰的视线，这通常不是问题。有光泽的表面和其他与光线相关的条件可能会导致错误的读数，距离表面的距离也会发生变化。但是大多数使用这种设备的人已经学会了适应这种怪癖。
电子表面温度探头提供了第三种温度监测手段。他们可以提供不同长度的手柄，让您触摸金属的阅读。有些也可以安装在工件上。运行测试焊接时，这是一个理想的设置，因为它可以连续监测温度，甚至可以在整个焊接过程中打印金属温度图。
