不锈钢焊接:用什么焊、怎么焊
不锈钢采用氩弧焊、保护气体半自动焊或焊条焊接。对于 12Х18Н10Т ,焊接焊条按母材钢号和厚度选择。
起决定作用的不是方法本身,而是三件事:同类填充材料、焊缝与空气的可靠隔离、冷却后钝化膜的恢复。三项中任何一项出错,都会得到比母材更早生锈的焊缝。
下面介绍方法、耗材、气体以及如何保持耐蚀性。
焊接方法
方法按厚度、焊缝位置和外观要求选择。薄板和重要接头用氩弧焊更方便:它能控制熔池并获得整洁的焊缝。厚板用半自动焊更快。现场安装和抢修常用焊条,因为不需要气瓶。
| 方法 | 代号 | 适用场合 | 应注意什么 |
|---|---|---|---|
| 手工氩弧焊 | TIG | 薄板、管子、重要焊缝 | 填充材料、坡口清洁度、根部充气 |
| 半自动焊 | MIG | 中等以上厚度、批量焊缝 | 不锈钢焊丝、气体成分 |
| 手工电弧焊 | MMA | 安装、抢修、厚板 | 焊条型号、清渣 |
| 埋弧自动焊 | SAW | 长的直焊缝、厚板 | 不锈钢专用焊剂、焊接顺序 |
| 充气焊接 | — | 对焊缝根部有要求的管子与容器 | 背面防氧化保护 |
薄壁管焊接需要单独说明:这里不仅外层焊缝重要,背面焊道也重要。如果焊缝根部从内部氧化,管子恰好在之后无法清理的地方失去耐蚀性。因此管子和容器焊接时向空腔内充入保护气体。
焊条与焊丝
填充材料必须与母材相匹配。对于 304 选用低碳奥氏体填充材料,对于 316L 选用含钼的,对于 321 和 12Х18Н10Т 选用用钛或铌稳定的。不能用碳钢焊材焊接不锈钢:焊缝成分将不同,会失去耐蚀性并成为结构的薄弱环节。
| 母材 | 填充材料应含什么 | 目的 |
|---|---|---|
| 304、08Х18Н10 | 低碳,奥氏体类 | 防止晶间腐蚀 |
| 316L、03Х17Н14М2 | 钼和低碳 | 抗氯化物 |
| 321、12Х18Н10Т | 稳定化添加元素 | 高温下工作,焊缝耐蚀性 |
| 430、12Х17 | 奥氏体填充材料 | 铁素体易晶粒长大,焊缝塑性更好 |
| 异种接头 | 折中的奥氏体填充材料 | 不同钢号的相容性 |
焊条和焊丝的具体型号在焊接工艺中规定,而不是"看包装颜色"选择。作业前要确认耗材是否有质量文件,并将其与碳钢耗材分开存放:偶然拿错型号的焊条,只有在焊缝开始腐蚀之后才会被发现。
保护气体
不锈钢不会原谅熔池保护不良。氩弧焊选用氩气,厚板选用氦气混合气,半自动焊选用以氩气为基础并加入少量活性气体的混合气。纯二氧化碳不适用于不锈钢:它会使焊缝增碳,而碳正是不锈钢中力求避免的。
气体流量要调到既能覆盖熔池周围区域,又不产生紊流。车间穿堂风、敞开的大门和运行的风机都会吹散保护,于是焊缝中残留气孔和氧化物。对于管子和封闭空腔,从背面送入充气:氩气排出空气,焊缝根部保持光亮。
如何不丧失耐蚀性
焊缝的耐蚀性不是钢号带来的必然结果。加热会改变金属组织,空气在表面留下氧化皮和回火色,其下铬被结合而无法发挥作用。因此焊后要清理焊缝及热影响区,然后酸洗或钝化,以恢复氧化膜。
有助于保持耐蚀性的做法:
- 不要过热:短段焊接、留出冷却间歇、尽可能冷却;
- 重要部件采用低碳或稳定化钢号;
- 不要用碳钢的填充材料和工具焊接不锈钢;
- 清除氧化皮、飞溅和回火色,而不只是可见的焊道;
- 不要在表面留下曾用于碳钢的打磨片痕迹;
- 检查管子和容器的焊透情况以及焊缝根部有无氧化。
另一个单独的错误是焊接潮湿或脏污的金属。水分、油和污垢会产生气孔,而气孔滞留水分并从焊缝内部引发腐蚀。焊前应清理坡口并除油,而不是"把污垢烤一烤"。
与焊接相邻的各道工序的总体情况见不锈钢加工一文。
常见问题
不锈钢用什么焊接
用氩弧焊、保护气体半自动焊或焊条焊接。选择取决于厚度、焊缝位置和外观要求。薄板和管子更常用氩弧焊。
不锈钢可以用半自动焊吗
可以,只要焊丝是不锈钢的,且气体按任务选择。普通焊丝和纯二氧化碳不适用:焊缝成分将不同并失去耐蚀性。
焊接 12Х18Н10Т 用什么焊条
填充材料按母材钢号选择——对于 12Х18Н10Т 需要钛或铌稳定的奥氏体类。具体焊条型号在焊接工艺中规定。碳钢焊条在这里不适用。
焊接不锈钢需要什么气体
氩弧焊用氩气,大厚度用氦气混合气。半自动焊选用以氩气为基础的混合气。纯二氧化碳会使焊缝增碳,不用于不锈钢。
焊缝为什么会生锈
因为加热后残留的氧化皮和贫铬层,或者因为填充材料不合适。焊缝要清理并酸洗,重要部件用低碳钢号焊接。
什么是充气,何时需要
就是从焊缝背面送入保护气体。对于要求焊缝根部不氧化的管子和容器是需要的。没有充气,耐蚀性会从内部丧失,而那里的表面无法清理。
焊后需要酸洗焊缝吗
对于食品、潮湿和腐蚀性介质——需要。酸洗和钝化能恢复氧化膜并去除加热痕迹。对于干燥的非重要结构,机械清理就足够了。
接下来做什么
为焊接部件选用钢号明确、边缘平整的钢材:这样焊缝才是可预测的。为焊接部件需要成分可预测的钢材:GCX 交易所有四种常用钢号——AISI 201、304、316L 和 430——形式有管材、板材、圆钢和角钢。委托单固定钢号、规格、表面和交货周。
