焊接(jie)不銹(xiu)鋼(gang)和鎳合金的(de)關鍵在于(yu)清潔度和選擇正確(que)的填充(chong)金屬。
這些指南旨在提供(gong)逐步(bu)指導(dao)，幫助成功焊接不銹鋼和(he)?鎳合金。?
第?1?步：為焊接工藝選擇填充金(jin)屬合金(jin)?
根(gen)據指南(nan)，當(dang)基底金(jin)屬相同時，使用基底金屬合金。例如(ru)，如(ru)果需要將?316L?與?316L?接(jie)合，請使用?316L?填充金(jin)屬。?根據之前的經(jing)驗可能會判(pan)斷出焊接中的優先腐蝕區域，在(zai)此情況(kuang)下，可能需要提高合金(jin)含量(liang)。很有必要認真思(si)考需要(yao)?將合金含量提高到何種程度，以免合金含量過高導(dao)致接觸腐(fu)蝕(shi)。?對(dui)于異(yi)種金屬(shu)的焊接（例如，不銹鋼與碳(tan)鋼）?注意事項：如果選擇了錯誤的填充金屬(shu)或稀釋率過高(gao)，則這些低(di)合(he)(he)金混合(he)(he)物可能會導致焊(han)接失敗。＊常見的(de)失敗類型?是開裂，但也有可能會導致焊縫(feng)脆化。?因此，適當的合金選擇(ze)和焊接(jie)方法對于成(cheng)功焊接非常重要(yao)：?對于異種不銹鋼與不銹鋼(gang)或鎳與鎳接(jie)合，請參閱異種材料結合指南。通常，＊佳做法是使用專用于(yu)兩種材料中合(he)金含?量較高(gao)的(de)那種材(cai)料的(de)填充金(jin)屬。例如，如果將(jiang)?304L?基底金屬與?316L?基底金屬接合，請使用?316L?填充金屬。?將不銹鋼(gang)與鎳(nie)基合金接合時(shi)，應始(shi)終使用鎳基(ji)填充(chong)金屬。?–?不(bu)要使用(yong)低合金焊(han)條(tiao)來接合(he)低(di)合(he)金與不銹鋼。這(zhe)種情況會導(dao)致(zhi)脆性(xing)焊縫。?–?不要使用(yong)低合金(jin)不銹(xiu)鋼填充焊絲來(lai)接合低合金與不銹鋼。由(you)于(yu)馬氏(shi)體的形成(cheng)，這種情況會導致脆性(xing)焊縫。?–?不要使用合(he)金含(han)量過(guo)高的等級（例如(ru)?309?和?312?型(xing)），這些是專用型的。?不要使用不銹鋼填(tian)充金(jin)屬來將(jiang)不(bu)銹鋼與(yu)鎳(nie)基合金接合，因為這樣做(zuo)極(ji)有可能導致中心線開裂。這(zhe)是(shi)由于接合處(chu)的?鎳(nie)端稀釋導(dao)致的。不銹鋼堆焊(han)中的鎳含量較(jiao)高會導(dao)致成(cheng)分的(de)(de)不平衡，從而(er)增加開裂的(de)(de)可能性。?
–第?2?步：為焊接工(gong)藝選擇焊接參(can)數?
選(xuan)擇可以實現盡可能低的熱量輸入(ru)的參(can)數(shu)，從(cong)而＊大程(cheng)度地減少變形。熱(re)變形太高會導(dao)致過度拉伸基(ji)材，從(cong)而(er)導致應(ying)?力斷裂。?熱量輸入(ru)?= (電流安培(pei)?x?電(dian)壓伏特(te)?x 60)/移動(dong)速度(du)。較低的電流或電壓產生的熱量輸入較低。更快的(de)移動速度（例如，?相對于(yu)擺動焊(han)接的線狀(zhuang)焊道）產生的(de)熱(re)量輸(shu)入更低。?調整電(dian)流或電壓以(yi)優(you)化：?4?????使用弧長較短的焊(han)接法以(yi)＊大程度地(di)減少合金元素(su)的燒盡。?–?電(dian)弧穩定性?–?焊透能力（較低的(de)電(dian)壓可實(shi)現較低的焊透能力）?–?飛濺（使用較低的送絲速度(du)或較高的電壓）?–?底切（較高的電壓可增(zeng)強(qiang)底(di)切。或(huo)者，減慢(man)移動速(su)度以允許焊接熔池填充底(di)切(qie)）?–?稀釋（較低的穿(chuan)透可(ke)實現較少的稀釋）?
第?3?步(bu)：適當(dang)的(de)接頭(tou)預處理?污染
濕度(du)和基底金屬溫度(du)?去除凝結。讓存放在(zai)室外(wai)的焊件回溫到室溫以(yi)避(bi)免凝結(jie)。檢查保護(hu)氣體的水分污(wu)染(ran)。?等離子切割?精磨(mo)以清(qing)潔金屬、等離子切割準備的(de)接(jie)合處或在等離子體中使用氮或空氣(qi)的過(guo)程。接合處的滲(shen)氮會導致精(jing)磨后的接合?處的熱影響區域(yu)生銹。?使用專用(yong)于不銹鋼(gang)的未污染的磨(mo)料。?預期變(bian)形?不銹鋼的熱(re)膨脹率比碳鋼的熱膨脹率高?50%。鎳(nie)合(he)金的膨脹較小(xiao)。使用常見粗縫或(huo)跳(tiao)焊以減小應力。＊大(da)程度地減少(shao)?將導(dao)致較慢(man)的移動(dong)速度(du)和較高的熱量輸(shu)入(ru)的(de)擺動焊接工(gong)藝。在焊(han)接(jie)不(bu)銹鋼或鎳(nie)基合金(jin)時，＊需要線狀焊道。?窄隙(xi)?避免(mian)窄(zhai)隙。根部間隙(xi)至(zhi)少應等于焊(han)條的直徑。這一點在焊接(jie)雙相(xiang)不銹鋼和鎳基合金時特(te)別重(zhong)要，它(ta)將產生較差的(de)焊接?流特征，從而導致未焊(han)透或底切(qie)。?–?去除或消除所有可能的污染(ran)源(yuan)，包括(kuo)產品(pin)引起的腐蝕：污垢、油、潤(run)滑(hua)脂(zhi)、水銹、油漆和標印油墨（可能含氯(lv)化物）。?如果使用焊接金屬保護(hu)劑，請使用專(zhuan)用于不銹(xiu)鋼的(de)此(ci)類(lei)材料。如果(guo)使用壓縮空氣來冷卻或干燥焊(han)縫，請注意壓(ya)縮?空(kong)氣中的含油量(liang)。?––?請(qing)注(zhu)意，去油會添加污染物（將影響焊接）并產生危(wei)險毒(du)氣。?–?不(bu)要混(hun)合不(bu)銹鋼和碳鋼結構以(yi)避免鐵污染。鐵粉將引發局部腐蝕。
第(di)?4?步：焊后清理?
這是一個非常重要的(de)步驟。焊后清理(li)旨(zhi)在確保(bao)在表面形成氧化鉻(ge)膜以實現＊佳(jia)耐腐(fu)蝕性：光潔度越高，耐腐蝕性就(jiu)越?高。來自焊接(jie)的熱量會耗盡(jin)表面的鉻，從而導致腐(fu)蝕(shi)。要避免腐蝕，通過化學(xue)或(huo)機(ji)械方法(fa)的焊后清理來去除耗(hao)盡(jin)鉻的?區域是非常重要的。?強烈建(jian)議(yi)使用不銹鋼刷(shua)子和其(qi)他(ta)工具(ju)以避免鐵(tie)粉(fen)撞(zhuang)擊表(biao)面而(er)導致生(sheng)銹。?清理方(fang)法?電解拋(pao)光(guang)?這是＊佳方法，但速(su)度(du)較(jiao)慢且費用高。?酸洗?氮和(he)氫氟酸。此(ci)方法可使表面變得(de)光滑且具有＊佳耐腐蝕性，同時將去(qu)除表面(mian)污漬。避免將導(dao)致粗(cu)糙表面的過(guo)度酸(suan)?洗。請注(zhu)意，根據(ju)當地環境法規，應適當地中和(he)并處理(li)酸洗副產品。同時(shi)使(shi)酸洗后的焊件鈍化。鈍化解決(jue)方案沒(mei)有用于?去除污染的酸洗(xi)解決方案那(nei)樣(yang)高(gao)效(xiao)。?磨削?耐腐(fu)蝕性取決于表面的細度。?5?????機(ji)械(xie)拋光?幾乎與(yu)電解拋(pao)光一(yi)樣高效，具體取決于使用的沙(sha)礫：表面越精(jing)細，耐腐蝕性就越高?刷洗?在使用未污(wu)染的(de)不銹鋼(gang)刷子的情(qing)況下，此(ci)方法很適合(he)。?噴(pen)砂?使用未污染的(de)介(jie)質。避免(mian)將導致(zhi)粗糙拋(pao)光的過度(du)噴砂。
鎳(nie)合金和超奧(ao)氏體合金的特別注(zhu)意事項?
標準?300?系(xi)列堆焊包含一層有助于抑制(zhi)微裂紋的鐵素體。微裂紋會(hui)傳播到(dao)通(tong)常在焊(han)縫(feng)中(zhong)心看到的貫穿(chuan)性裂紋中。微(wei)(wei)裂?紋通常是由固化(hua)焊接的晶(jing)界中的低熔(rong)液(ye)膜以及高熱膨(peng)脹?導致(zhi)的。鐵(tie)素體旨在提供更精細的邊界區(qu)域(yu)，從而減少低熔點?金屬互化物的量。?由于鎳合金和超奧氏體合金不含鐵素體，因此它們更易受開裂的影響。要降低開裂的風險(xian)，以下各項會很有用：?接頭(tou)設計?由于鎳含量較高，因(yin)此焊(han)池的(de)流(liu)動會較緩(huan)慢(man)。為(wei)了防止未焊透(tou)，建(jian)議使(shi)用更(geng)寬的接合角(jiao)鋼和更大的(de)根部(bu)間隙（與(yu)不銹(xiu)鋼?中常用的(de)接合角鋼和根部(bu)間隙相(xiang)比）。?熱量(liang)輸入?熱量輸入越少，就越不易(yi)受開裂(lie)的(de)影響。使用(yong)直徑更(geng)短(duan)的(de)耗材(cai)（使用(yong)的(de)電(dian)流更低）會很有益。通常(chang)，首選的(de)＊大(da)熱量輸(shu)?入為?25?千焦耳/英(ying)寸（1?千焦耳/毫米）。?焊縫形(xing)狀?應避免凹面的焊(han)縫(feng)外(wai)形。首選平的至微凸的焊縫。?層間溫度(du)?對于(yu)不含鐵(tie)素體(ti)的焊(han)接合金，首選較(jiao)低的層間(jian)溫度，這(zhe)可減小熱應力(li)。建議的＊大層間溫度為(wei)?300°F (150°C)。?
雙相不銹鋼的特別注意事項?
雙相合金完全不同(tong)于(yu)標準不(bu)銹鋼。其(qi)鐵素(su)體和奧氏體各占約?50%。如果(guo)焊接不當，則此(ci)類(lei)合金易受形成的脆化相或形?成的沉淀物（易受點腐蝕的影(ying)響）的影(ying)響。通(tong)過認清這一點并(bing)適當地(di)遵循建議的過程，可輕(qing)松完成(cheng)機械上合理的、耐(nai)腐?蝕(shi)性(xing)的構(gou)造(zao)。?萬爾丁(ding)焊材(cai)提(ti)供了用于成功接合(he)雙(shuang)相基材的(de)焊接指南。?一般來說，需遵(zun)循以(yi)下參(can)數(shu)：?接頭設計(ji)?由(you)于鐵素體材料的緩慢特(te)性，焊池的(de)流動會較(jiao)緩慢。為了防(fang)止未焊透，建議使(shi)用(yong)更寬的(de)接(jie)合(he)角(jiao)鋼和(he)更(geng)大的根(gen)部(bu)間(jian)隙（與(yu)?不銹鋼中常用(yong)的接合角鋼和根(gen)部(bu)間(jian)隙相比）。有關更多具體信息，請參閱“萬爾丁焊(han)材焊接(jie)指(zhi)南”。?保(bao)護氣體和背襯氣體選(xuan)擇?由(you)于鐵(tie)素體材(cai)料(liao)的緩慢特性，焊池(chi)的流(liu)動會較(jiao)緩慢。這(zhe)可通過選擇適當(dang)的保護氣體進(jin)行補償(chang)，同時也有(you)利于奧氏體和(he)?鐵素體的適當平衡。選擇(ze)背襯氣體可對耐腐蝕性(xing)產生有(you)益影響。?有關更多具體信息，請參閱“萬(wan)爾丁焊(han)材焊接指南”。?熱量輸入?為了(le)獲得鐵素體和奧氏體的＊佳(jia)比(bi)率(lv)，必須適(shi)當地控(kong)制熱量輸入。建議的(de)熱(re)量(liang)輸入范(fan)圍(wei)取決于要焊接的(de)雙相不銹鋼的(de)?等級(ji)。有關更多具(ju)體信息，請參(can)閱“萬爾(er)丁焊(han)材焊接指南”。?層間溫度?6?????雙相合金具有建議的特(te)定層間(jian)溫度，以防止形成(cheng)脆性(xing)金屬間相。適當的層間溫度取決于要焊(han)接的等級和基(ji)底金屬厚?度。有關更多具體信息，請(qing)參閱“萬爾丁焊(han)材焊接指南”。?
焊接鐵(tie)素體鋼?
就其本質(zhi)而言(yan)，鐵素體(ti)不銹鋼合金的流動性(xing)差這一(yi)特性導致其焊(han)接(jie)速度緩慢。?萬爾(er)丁焊材研(yan)發了適用于多(duo)個等級的鐵素(su)體(ti)不銹鋼的特殊化(hua)學反應流程來改善(shan)此情況。請聯系萬爾(er)丁焊材以了(le)解更多信?息。?
焊接覆蓋?
對于許多工業應用，必須包含符合各種壓力容器規范(fan)（例如?ASME）的(de)相(xiang)對較(jiao)高的壓力。同時，需要(yao)防(fang)腐以延長容器的?壽命。?常見解決方案是(shi)用高強(qiang)度的低(di)合(he)金鋼(gang)制造(zao)容(rong)器，并通過(guo)各種(zhong)工藝(yi)使用各種高(gao)合金材料對(dui)容(rong)器進(jin)行焊接。使用的常(chang)見工?藝(yi)是?MIG、TIG、SMAW?和?SAW，這些工藝使(shi)用光焊絲或焊絲與焊劑的組(zu)合。在過(guo)去的幾十年中(zhong)，在埋弧工藝或電渣?工藝中越(yue)來越(yue)多(duo)地使用焊帶。?萬爾丁焊材已開發一系列廣泛的可(ke)使(shi)用的焊絲、焊帶和焊劑，可以?90 lb/hr (40 kg/hr)?以上(shang)的熔敷率形成合(he)金焊層。?通常，需要在第一層上涂覆超合金化焊接材料(liao)以實現機械(xie)性能(neng)良好(hao)的焊(han)縫熔敷。可(ke)將填充金屬與(yu)所(suo)需的(de)化(hua)學沉淀物結?合使用來形成后續層。?有關焊絲(si)、焊(han)帶或焊劑組合的可用等級的(de)更多信息(xi)，
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