2010/10/9 15:46:39
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内容摘要:奥氏体不锈钢的压力焊
(1)电阻焊
1)奥氏体不锈钢点焊。Cr-Ni奥氏体不锈钢在不锈钢中,焊接性最好,广泛应用点焊工艺。与碳素钢相比,奥氏体不锈钢的导热性和导电性较差,而热膨胀系数较大。耐腐蚀性、耐热性及高温强度都比较高。但是,因钢种、加热条件的不同,热影响区是个薄弱区,应该避免长时间通电。低碳型(SUS304L、316L等),稳定型(SUS321、347等)不锈钢,要采用短时通电加急冷的方法以抑制碳化物的析出,并希望焊后进行固溶化处理。由于奥氏体不锈钢的加工硬化能力较强,点焊中,焊接区经历了类似固溶化处理的热循环的部分,其力学性能与焊接区及母材不同,这点是应该认真考虑的。
焊接条件范围比低碳钢要窄,而且,对于低碳钢不成问题的母材的表面状态也要注意。尘土、油污、油漆等要完全去除,同时,还要进行化学的和机械的清理,以去除氧化膜。与低碳钢相比,由于不锈钢的导热导电能力低,因此,可用较小的电流或较短的通电时间,但是,由于其高温强度高,所以,压力应该大些。一般来说,仅从耐腐蚀性及外观上考虑,应当选用较短的通电时间,焊接电流应当比低碳钢小。另外,因为不锈钢比低碳钢的热膨胀系数大,为减少变形,应选用较小的焊点直径;为保证其强度,应增加焊点数。但是,焊点太小,收缩时易产生裂纹,可增大压力和通电时间加以防止。
奥氏体不锈钢的点焊焊接条件在表3-65中给出。
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在点焊的焊接条件中焊接电流、通电时间和电极压力这三大条件最重要,对接头强度有影响。图3-37所示为焊接电流与焊点尺寸之间的关系。图3-38所示为焊接电流与抗剪强度之间的关系,图3-39所示为通电时间与焊点直径之间的关系,图3-40所示为焊接电流与电极压力之间的关系。对低碳钢来说,电极压力可用下式计算:
F=2.75
I210
-6(9.81MPa) (3-8)
式中
I——焊接电流(A)。
2)奥氏体不锈钢的焊缝。奥氏体不锈钢的焊缝,其焊接接头的力学性能,焊接质量及焊接条件等,都与点焊一样。选择焊接条件时,因为母材的高温强度高,应采用较高的电极压力来抑制产生焊接缺陷。通电时间宜短,通电中电极移动距离要小。通电时间短,电流强度就要加大,电极的消耗就加快。若是断续通电,断电时间应是通电时间的两倍以上。若断电时间短或者焊接速度慢,可能因为分流作用,在焊接下一个点时,会使前一个焊点再熔化,可能因为对该点已经不受压力而产生缺陷。
要想得到致密的缝焊接头,除应当选用合适的焊接电流外,还要调整焊接速度及通/断电时间,要使焊点的重复量达到焊点直径的10%~25%。表3-66所示为奥氏体不锈钢的焊接条件。由于不锈钢的热传导不良及电阻率较大,所以,连续通电比断续通电对母材的热影响大,变形也大。电极材料适用RWMA的2或3级,电极端部要平或者梯形。
(2)混合搅拌摩擦焊 搅拌摩擦焊只适用于熔点较低的软质金属(如Al、Mg等)的焊接,其焊接温度为400~450℃,用现有的SKD61工具钢来制造搅拌工具已经足够。但是用搅拌摩擦焊来焊接钢铁材料,其焊接温度大约为1000~1200℃,现有的钢制工具的高温强度就显得不足。因此,可以采用现有的超硬耐热工具材料WC-Co、W-Re合金、特别是陶瓷材料氮化硼(PCBN)来制造搅拌工具可以对钢铁进行搅拌摩擦焊。用氮化硼(PCBN)制造的搅拌工具对钢铁能进行60~90m焊缝长度的搅拌摩擦焊。但是,如果用激光束在搅拌摩擦焊搅拌头前方进行预加热的所谓混合搅拌摩擦焊(图3-41),可以加快焊接速度。
搅拌摩擦焊也可以用来焊接不锈钢,如已能焊接铁素体不锈钢SUS430,奥氏体不锈钢SUS304L、SUS316L、SUS310L,以及双相不锈钢等。所有这些不锈钢的搅拌区无一例外地得到了细晶粒的组织,硬度高于母材。图3-42所示为搅拌摩擦焊焊接速度与接头强度之间的关系,可以看到,焊接接头强度还是与母材很接近,而且都断于母材。
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