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如何焊接不锈钢
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不锈钢入门：
在进行不锈钢焊接之前，应先对材料进行宽松的描述。不锈钢代表一类铁基材料，由于其成分中存在铬，因此在某些环境下具有一定的防锈蚀能力。铬有助于在材料表面产生坚硬，不渗透的氧化铬层，从而保护表面免受锈蚀和腐蚀。应该意识到，“不锈钢”一词代表了一大类不同的材料。它不是识别任何特定金属的技术术语，不能用于购买等实际目的。
三类结构：
参照其冶金组织来指示不锈钢的另外三种普通类别-奥氏体，铁素体和马氏体。更具体地说，它们使用的标识符是指其微观结构的外观，如在显微镜下或通过X射线衍射所见。这些微观结构可能存在于某些钢中，因此它们用于指示不锈钢中的主要结构。每个类别的属性都可能以不同的方式影响焊接过程，因此，务必要提前确定使用哪种类型。
1.奥氏体：
在焊接不锈钢时，奥氏体不锈钢被认为是这三类中*容易焊接的。它们被称为“ 300系列”，是指由美国钢铁协会（AISI）和汽车工程师协会（SAE）发起的标准分类。一个重要的子类别，称为“ 18/8”，具有18％的铬和8％的镍的合金元素。
奥氏体不锈钢的主要特征如下：
· 没有磁性或只有轻微磁性
· 不受酒精中10％硝酸（HNO3）溶液的侵蚀
· 不会因任何热处理而硬化
· 应变硬化-通过机械加工具有很好的延展性和易变形性，从而增加了硬度和强度
· 易于焊接，并采取必要的预防措施
· 导热率是其他钢的三分之一至二分之一
· 热膨胀系数提高30％至40％，有时甚至达到50％
在焊接不锈钢时，*后两个特征会以多种方式影响结果，从而产生比其他钢更大的变形。
并非所有的300系列奥氏体不锈钢都具有相同的可焊性。添加硫或硒以改善可加工性（如303型）会导致严重的焊接热裂纹，从而使这种特殊材料“不可焊接”。
焊接奥氏体不锈钢时要小心。这些不锈钢的抗腐蚀特性可能会受到敏化过程的不利影响，该过程在600至900摄氏度（1100至1650华氏度）的温度范围内发生。这促进了碳化铬在晶界的聚集，并促进了防腐金属从贱金属中平行流失。
上面的温度范围是自然发生的，不是在温度较高且仅持续很短时间的焊接区域中，而是在焊缝两侧的两条金属带中。这是发生有害影响的热影响区（HAZ）。
在致敏的关节中，铬是主要的“不锈钢”成分，被螯合或从中去除，局部不能用于保护作用。如果处理不正确，焊接不锈钢18/8钢可能会导致其沿敏感路径的防护性能丧失，并且在腐蚀性环境中，焊接材料容易发生晶间腐蚀。
可以采用三种策略来减少300系列不锈钢中敏化过程的不利影响。一种是使用极低碳的碳粉（即304L，其中L代表低碳），其中没有多少碳可用于制造碳化铬。
另一种策略是使用另一种类型的贱金属，包括钛（321型）或co（347型），它们会形成钛或碳化co碳化物，从而导致碳在敏化过程中不可用于铬。这使铬自由地执行其防腐任务。
注意：如果需要，此材料的填充金属应始终为co。为什么？因为钛是反应性的，在沉积过程中不容易回收。这意味着在*需要时将不可用。但是不具有反应性。它将在熔化过程中保持不变，当材料被加热到敏化温度范围时，它将起到生产碳化，的作用，从而节省了一天的时间。
第三种策略是在高温（1050摄氏度或1900华氏度）下进行固溶热处理，这将修复腐蚀敏感性。该策略采用了碳化铬的固溶体，该固溶体起源于常规18/8不锈钢的焊接敏化过程。但是，如果不在真空或其他保护性气氛中进行，则该过程会遇到诸如形成大量氧化物的问题，并且不会受到污染。用于高温应用的309型和310型，以及用于增强耐蚀性的316型或更好的316L型，通常不易于敏化，并且与相似成分的填充焊丝一起使用。
2.铁素体：
第二类不锈钢称为铁素体不锈钢。这种钢是铁磁性的，但是不能通过热处理硬化。这是用于汽车排气部件的常见不锈钢类型。当存在于其他主要为奥氏体的结构中时，有限量的铁素体结构被认为是有益的，因为它减少了热裂的机会。使用铁素体或奥氏体填充金属的电弧焊接工艺可以轻松地进行不锈钢铁素体钢的焊接。可能需要进行焊后热处理以改善性能。
3.马氏体：
马氏体不锈钢具有磁性，并且能够通过热处理完全硬化。尽管可以通过特殊技术进行焊接，但不建议焊接这种类型的不锈钢。焊接可能会产生裂纹，特别是如果碳含量不足的话。可能需要预热和后热处理。
*后一堂课
要完成焊接不锈钢概述，应该提到上面未列出的第四类材料-沉淀硬化（PH）不锈钢，它们很容易焊接。但是，应遵循有关热处理的**说明，以开发所需的性能。
不锈钢的焊接工艺：
焊接不锈钢时，可以使用多种不同类型的焊接。它们都有其优点和缺点，并且都需要特定的说明以确保每次都正确，牢固地焊接。
摩擦焊接：
摩擦焊接不锈钢几乎没有问题，除了不应该焊接的易切削类型的不锈钢。它不仅用于将不锈钢焊接到其他不锈钢工件，还用于焊接不同的金属，例如铜和铝。在焊接之前，应始终了解材料的类型和状况以及接头附近的热量影响。诸如硫或硒之类的某些元素可能会损害焊接接头的*终硬度。
电阻焊接：
电阻焊可用于大多数不锈钢。300系列的300系列奥氏体钢和铁素体钢一样可以很容易地进行电阻焊接。但是，马氏体不锈钢可能会引起问题，因为如果焊接后回火处理不能充分软化，焊接结果就会变脆。
目前，在不锈钢上采用了电阻焊接工艺，并进行了改进以应对电阻和低导热率以及高系数热膨胀，较高熔化温度和高温下高强度的差异。低碳钢的电极力更高，而时间和电流则更少。
所有不锈钢不仅必须在电阻焊工艺（或任何焊接工艺）之前清除污垢，油污，油脂或油漆，而且还必须清除自然形成的氧化铬层。必须用不锈钢钢丝刷将其清除。
弧焊：
电弧焊接可以焊接不锈钢的情况下，只要适当的助熔剂被用来使用。除非没有其他选择，否则这将使该工艺对TIG焊接的可行性大大降低。不锈钢的TIG焊接需要消除焊接过程后零件上所有残留的助焊剂痕迹，这会延长操作时间并增加成本。通常使用电弧焊，要密切注意被焊接材料的类别和条件，并注意敏化和变形。
在焊接时，应充分注意接头的形状，尺寸和制备方法，所有类型的电弧工艺均可用于焊接不锈钢。特别是屏蔽金属电弧焊（SMAW）由于其灵活性而被广泛使用。应该注意的是，关于覆盖层组成，电极有两种类型，这可能会影响所用电流的选择。
电弧过程中可以使用许多填充金属。不锈钢填充金属的分类可在美国焊接协会的AWS A5.9 / A5.9M：2006 –裸不锈钢焊条和焊条规范中找到。
电子束焊接：
即使在很深的焊缝中，不锈钢的电子束焊接（EBW）也很容易进行，并且效果良好。极高的深宽比使EBW可以连接其他方式无法实现的配置。在热量输入低并且热影响区具有有限程度的情况下，通常不会对机械性能造成明显的损害，因此不需要进一步的热处理。
激光焊接：
只要在钢板中采取预防措施以使焊接与空气隔绝并限制在热处理过程中获得的损坏性能，在焊接不锈钢时也可以使用激光焊接。
*后，不锈钢焊接根本不是一个复杂的过程。在涉及工件材料，填充金属和所用焊接类型时，只需要注意一些细节。如果所有这些都达到标准，则可以成功焊接不锈钢零件。
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