不锈钢焊接培训讲稿 2007年 11月 南车四方技术工程部 培 训 内 容 n不锈钢焊接的基础知识和基本要求 n不锈钢车体的错位焊与修补焊 n不锈钢焊接质量要求 n不锈钢的焊接工艺 n不锈钢MIG焊接接头缺陷及防止措 施 n不锈钢的焊接变形与控制 不锈钢焊接的基础知识和基本要求 n焊工对不锈钢焊接基础知识和基本要求的了解、掌握是 形成良好不锈钢焊缝的前提和基础，包括以下内容： 1)不锈钢材料 2)适用于不锈钢车体的常用焊接方法 3)焊接设备管理 4)焊工资质 5)焊接材料 6)焊缝接头形式 7)焊后打磨 8)焊接工艺规程（WPS）的制定 1.1不锈钢材料 不锈钢是主加元素铬含量能使钢处于钝化 状态、又具有不锈特性的钢。 不锈钢的含铬量应高于12%。 不锈钢的重要特征之一是耐腐蚀性 . 不锈钢组织 不锈钢种类：奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢 、马氏体不锈钢、双相不锈钢。 1.1不锈钢材料 n铁道车辆用不锈钢材料 介绍 n不锈钢的物理性能和力学性能 1、物理性能 与碳钢比较。 2、力学性能 尤其是奥氏体不锈钢。 1.1不锈钢材料 n不锈钢的耐腐蚀性能 1、均匀腐蚀； 2、晶间腐蚀； （1）奥氏体不锈钢的晶间腐蚀 原因：1）碳化铬析出引起的晶间腐蚀； 防止：四点。 2）相析出引起的晶间腐蚀； 3) 晶界吸附引起的晶间腐蚀； 4）稳定化元素高温熔解引起的晶间腐 蚀 1.1不锈钢材料 n不锈钢的耐腐蚀性能 3、点蚀及缝隙腐蚀 4、应力腐蚀开裂（SCC） 1.1不锈钢材料 n不锈钢表面精加工符号介绍 n调质材料性能介绍 1.2焊接方法 n不锈钢车体三种常用焊接方法： 电阻点焊 ：几乎大部分部件使用 TIG焊： MIG焊： 新型焊接方法：激光焊 1.3焊接设备管理 n焊接设备的定期检查 n焊接设备参数的调节 1.4焊工资质 n日本标准：必须根据JIS Z3821不锈钢 焊接技术的鉴定方法及评定标准接受鉴 定 。 n国际标准：根据焊接方法、材料，其资质 要求分别为ISO9606-1/EN287-1和 ISO14732/EN1418 1.5焊接材料 n母材 不锈钢车体母材除奥氏体不锈钢外，还涉及 低碳钢和低合金钢、奥氏体-铁素体双相不锈钢 200EMU不锈钢主要材料号： 属于高屈服强度碳钢和低合金钢的材料号有 EN1.0570、EN1.0576、EN1.0577、 EN1.6220、EN1.8836、EN1.8976D、 EN1.8928E。 属于奥氏体不锈钢的材料号有EN1.4301、 EN1.4307、EN1.4318。 属于奥氏体铁素体双相不锈钢的材料号有 EN1.4462、EN1.4470。 1.5焊接材料 n焊丝 （等化学成分原则） 不锈钢车体焊丝的选择严格依据如下 ： 1.5焊接材料 n保护气体 MIG焊 母材为碳钢与碳钢之间的焊接时，保护气体 为80Ar20CO2 ； 其他，保护气体为98Ar2CO2 或98Ar2O2，（ 98Ar3CO2 +2%O2)。 TIG焊 保护气体为纯Ar、纯He或Ar、He混合气 . 1.6焊缝接头形式 n对接接头的尺寸形状 1.6焊缝接头形式 n对接接头的尺寸形状（续） 1.6焊缝接头形式 nT型接头的尺寸形状 1.6焊缝接头形式 n塞焊接头的形状 1.7焊后打磨 n大部件及零部件框架的打磨 n外露表面（母材表面H.L120）对接焊 缝的打磨 n打磨质量检查 1.8焊接工艺规程（WPS）的制定 提取典型接头型式 pWPS 试件准备 试件焊接VT、PTRT Yes No Yes 搜集现车焊缝接头型式 取样 Yes No 力学性能试验（拉伸、 弯曲、宏观） 试验报告WPS制定 No 不锈钢车体的错位焊与修补焊 n 边梁筋板错位焊接 n点焊飞溅修补焊 n塞焊不良修补焊 不锈钢焊接质量要求 3) 焊接接头的健全性（无焊接缺陷） 2) 焊缝外观形状 4) 焊接部的机械性能 1) 焊接性 焊接性 n焊接接头要能承受外力 n 焊接接头性能能满足焊接结 构的 n 使用目的吗？ n 能取得没有缺陷的焊接吗? n 外力：静载荷，动载 荷 n焊接性试验验 证 焊接外形尺寸 1) 保证焊缝厚度 2) 打磨处理 减少应力集中 承受静载荷的条件 承受动载荷的条件 焊缝外形尺寸 保证焊缝厚度 角焊接头 对接接头 板厚外力焊缝厚度 焊缝厚度 焊脚长度 溶深溶深不足 焊缝厚度不足 焊缝外形尺寸 焊缝的应力集中 ： 焊缝焊趾部 因存在应力集中，易产生裂纹。 对接接头 角接接头 n国际标准对电弧焊的质量要求： ISO5817：2003 （铝合金为：ISO10042） 不锈钢的焊接工艺 n奥氏体不锈钢的焊接 n铁素体-奥氏体双相不锈钢的焊接 4.1奥氏体不锈钢的焊接 奥氏体不锈钢与铁素体和马氏体不锈 钢相比，较容易焊接。一般情况下能很好 地适应于熔化焊接。手工电弧焊、埋弧焊 、惰性气体保护焊、等离子弧焊等焊接接 头，在焊态都能具有良好的塑性和韧性。 为了保证奥氏体不锈钢的焊接接头 的耐蚀性和焊接区的致密性，特别要注意 选配合适的焊接材料、焊接工艺参数。 4.1奥氏体不锈钢的焊接 n奥氏体不锈钢焊接性 1）对焊接热裂纹的敏感性较高，易产生弧 坑裂纹、液化裂纹。 2）易出现晶间腐蚀，可能在三个部位出现 ，即焊缝晶间腐蚀、过热区刀蚀、热影响 区 3）析出脆性相 4.1奥氏体不锈钢的焊接 nTIG 薄板、修补、有特殊要求的部位。 保护气体：纯Ar、纯He或Ar、He混合气 。 电极：钍钨极、铈钨极 4.1奥氏体不锈钢的焊接 nMIG 焊接厚板奥氏体不锈钢时推荐以射流 过渡焊接； 焊接奥氏体不锈钢薄板时，推荐采用 短路过渡焊接法。 4.1奥氏体不锈钢的焊接 n奥氏不锈钢焊接的工艺要点 1）焊接方法：TIG焊、MIG焊 2）不需预热 3）控制层间温度，Max200，最好 100 4）快速冷却，尽量减少在450850 的停留时间 5）工艺上，采用低线能量（小电流、快速 焊） 4.1奥氏体不锈钢的焊接 n奥氏不锈钢焊接的工艺要点 6）操作上，采用窄焊道、多道焊、不摆动技术， 主要填满弧坑 7）正确选用焊接材料，选用低含碳量和含稳定化 元素的焊材，含适量铁素体促进元素（Cr、Mo 、Si等）的焊材，限制焊缝中杂质含量。 8）背面气体保护 9）清理时，采用奥氏体不锈钢钢丝刷 10）加工场地、材料、工具要清理，与其他材料 分开存放。 4.2铁素体-奥氏体双相不锈钢的焊接 n双相不锈钢有良好的焊接性，它既不像铁 素体不锈钢因晶粒严重粗化而使接头脆化 ， 塑韧性大幅降低，也不像奥氏体不锈 钢对焊接热裂纹比较敏感。 n双相不锈钢焊接冷裂纹及热裂纹的敏感性 都比较小，因此焊前不需要预热，焊后不 需要热处理。为获得合理的相比例及防止 脆化相的析出，应选择合理的热输入并严 格控制层间温度。 不锈钢MIG焊接接头缺陷及防止措施 n接头耐蚀性的控制及防止措施 n接头热裂纹及防止措施 n接头低温和高温韧性的控制措施 n焊缝中气孔的防止措施 n焊缝成形差及防止措施 n烧穿及防止措施 n未焊透及防止措施 n未熔合及防止措施 n咬边及防止措施 5.1接头耐蚀性的控制及防止措施 n晶间腐蚀的控制 n应力腐蚀及防止 5.2接头热裂纹及防止措施 n焊接接头产生热裂纹的原因 n防止措施 不锈钢的焊接变形与控制 n焊接变形的种类 n减少焊接应力和焊接变形的方法