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1、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
2、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
3、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
4、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
5、； 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
6、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
7、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、
8、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）
9、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
10、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
