广泰焊材教育训练教材
电弧焊接
SMA W：遮护金属棒电弧焊法(Shield Metal Arc Welding)
GMA W：遮护金属棒电弧焊法(Gas Metal Arc Welding)
FCA W：包药焊线电弧焊法(Fiux Cored Arc Welding)
GTA W：惰性气体钨极电弧焊法(Inert Gas Tungsten Arc Welding) SA W：潜弧焊线电弧焊法(Submerged Arc Welding)
PA W：电浆电弧焊法(Plasma Arc Welding)
CAW：碳棒电弧焊法(Carbon arc welding)
EG W：电热气体焊法(Electrogas welding)
ES W：电热熔渣焊法(Electroslag welding)
S W：植钉焊法(Stud welding)
手焊条焊接/遮护金属棒电弧焊法/ SMA W
手焊条相当规范说明
例：AWS E 6010
AWS E 60 1 0
（1）（2）（3）（4）（5）
（1）AW S：美国焊接协会
（2）E：电焊条
（3）数字代表抗拉强度等级，以每平方吋仟磅，60为6万磅(Psi)
（4）焊接位置，1为全姿势(平、横、立、仰)，2为平焊与水平角焊，4为立焊下进等
（5）焊条被覆剂种类,0为高纤维素钠系、0为高纤维素钾系…等
气体遮护焊接(CO2焊接)/遮护金属棒电弧焊法/GMA W
气体遮护焊接(包药焊线焊接)/包药焊线电弧焊法/FCA W
机器自动焊接(气体遮护焊接\潜弧焊接)
钨极电弧焊接(氩焊)/惰性气体钨极电弧焊法/GTA W
焊材目录范例：
焊条再干躁条件一览表
高张力钢异材接头匹配焊材
沃斯田铁系不锈钢
麻田散铁系不锈钢
肥粒铁系不锈钢
异种材质接合焊材选用方法
手焊缺陷发生原因及防止措施
3.夹渣(Slag Inclusion)
4.外观不良(Bad
Appearances)
5.渗透不足(Incomplete Penetration )
7.焊道龟裂(Crack)
8.母材龟裂(Crack)
9.凹痕(Pit)
10.变形
GMA W (CO2) 焊接缺陷发生原因及防止措施
不锈钢焊接
内容大纲
1.不锈钢的种类
2.不锈钢的物理性质
3.不锈钢的机械性质
4.不锈钢的耐蚀性
5.不锈钢的焊接性
6.不锈钢的开槽设计
7.不锈钢的焊材选用
8.不锈钢的异材焊接
9.不锈钢焊接施工应注意事项
1. 不锈钢的种类
不锈钢分类架构图
无磁性无磁性有磁性无磁性有磁性有磁性有磁性有磁性有磁性
201 301 329 635 631 630 405 403 501 202 302 2205 632 635 409 410 502 205 303 410L 410S 503 216 304 429 414 504 305 430 416
308 434 420
309 436 431
310 439 440
316 442 450
317 444
(1)热传导率
麻田散铁及肥粒铁系约为软钢的1/2,
奥斯田铁系约为1/3.
(2)热膨胀系数
麻田散铁及肥粒铁系约与软钢相同,
奥斯田铁系约为软钢的1.5倍.
因此, 奥斯田铁系在焊接时易产生变型.
另外, 奥斯田铁系与肥粒铁系的异材焊接, 在温度剧烈
变化环境下, 因应力的产生, 必须留意容易产生龟裂.
(3)电阻
不锈钢的电阻值为普通钢的5倍;
因此, 利用手焊条以过大电流焊接时, 焊条蕊线容易
烧红, 致焊药脱落.
(4)熔融温度范围
奥斯田铁系的熔融温度范围, 约比碳钢低约100℃,
在进行立焊时, 易造成焊道下垂现象.
(1)麻田散铁系
具有淬火硬化性, 必须选择适当的热处理条件以获得最
合适的机械性质.
在回火状态下, 强度及硬度低, 但是延展性及韧性良好;
当自950 – 1000 ℃急冷淬火情况下, 有硬化效果使强度
增加, 但却降低了延展性及韧性.
(2)肥粒铁系
无淬火硬化性,
当从800℃急冷再回火状态下, 则可得到最大的延展性.
C 与N 的含量, 会明显的影响肥粒铁系不锈钢的机械
性质.
(3)奥斯田铁系
具有较宽广的温度范围内, 其均有高抗拉强度/ 良好的
韧性与延展性.
但, 其降伏强度值较低, 降伏比(降伏强度/抗拉强度)小,
所以冷作加工容易.
(4)双相不锈钢
组织性质介于奥斯田铁系及肥粒铁系之间, 但其机械
性质均比两者高.
因此能耐高应力, 特别适合薄壁设计的需求;
在耐蚀管路方面的应用, 成为主要的选用材料.
不锈钢的耐蚀性, 主要是在不锈钢的表面形成保护的氧化膜,
使其材料表面钝化.
这层氧化膜必须是连续性很好, 否则在局部位置很容易出现局部腐蚀------点蚀及隙蚀.
在腐蚀方的问题, 其中以粒界腐蚀及应力腐蚀, 这两像项与焊接有直接的关联.
(1)粒界腐蚀
不锈钢约加热至500-800℃, 且又在该温度范围内缓慢
冷却, 则会在结晶粒界析出铬碳化物, 导致产生粒界腐蚀.
防治措施:
(a)选择低含碳量的钢材;
(b)降低入热量;
(c)采用固熔化处理.
(2)应力腐蚀
在加工过程中, 工件的残留应力, 其耐蚀性会较弱.
其防治措施, 应尽量选择肥粒铁含量高的钢材及焊材,
可以抵抗应力腐蚀的产生.
(1) 奥斯田铁系
奥斯田铁系不锈钢的焊接, 主要有两个问题必须特别留意:
(a)热影响区的相变化
即前一节所述, 粒界腐蚀的产生.
(b)焊道的高温龟裂
防止的方法, 主要依靠焊道熔金中的肥粒铁量来控制.
一般实际焊接施工中, 经常发生高温龟裂的焊接不位,
有很多情况是焊道几乎无肥粒铁量; 其原因, 主要是弧长太长
摆弧太大, 或者在多层焊时, 或异材焊接时, 母材稀释过大等,
大都为施工问题.
(2) 麻田散铁系
麻田散铁系组织, 在焊接时的硬度在(HV)300以上, 且极脆弱, 焊接时容易产生龟裂. 为防止焊接的龟裂, 焊前及焊后必须要做适当的热处理.
(3)肥粒铁系
SUS430等的肥粒铁系不锈钢焊接热影响区, 与麻田散铁系不锈钢有完全相同的性质, 均属于焊接性不良的钢种.
(4)双相不锈钢
双相不锈钢为一新开发的钢种, 其兼具奥斯田铁相和肥粒铁相.
其机械性质的抗拉强度约80 Kgf/cm², 比肥粒铁相和奥斯田铁相都强; 在低温冲击值方面, 比肥粒铁相优良, 但略低于奥斯田铁相.
在焊接作业时应注意, 尽量降滴入热量, 以免影响焊到金属的肥粒铁相和奥斯田铁相之间的相平衡.
6.不锈钢的开槽设计
开槽设计的原则:
(1)设计时必须考虑到这些合金焊件的变形控制;
(2)在接头内的焊接熔填金属量必须限制在最小量;
厚板应选用U形槽, 可较V形槽熔填量少;
两面焊接时, 应选用双U或双V开槽;
如此, 可以减少熔填量, 而且能平衡收缩应力;
(3)应考虑接头位置及焊接顺序, 以减少焊接变形;
(4)若有根部间隙的设计, 若是使用焊条作业, 其间隙
应与焊条直径相等;
(5)根部间隙的设计, 应在考虑实际焊接脱渣和除渣
工作的需求;
(6)对高质量的焊接及减少变形量, 焊接前必须有精
度良好的铁工调整点与良好的开槽.
焊接不锈钢的焊材, 依据AWS的规范有下列标准可以选择:
(1) A5.4-92 SMAW 电焊条
(2) A5.9-93 GMAW/GTA W 实心焊线
(3)A5.22-95 FCAW 包药焊线
我们公司在最近一版的广泰焊接材料手册, 对于不锈钢的焊材所适用的母材/ 适用规范的标准/ 适合的作业条件等等, 已有详尽
的描述, 有兴趣深入了解不锈钢焊材的细节, 请参照手册.
为配合, 大规格工件的制作, 我们公司特别引进日本SUMIKIN
的潜弧焊药, 可以满足低入热量的作业特别需求, 其实际客户施工验证, 采用SA W方法施工, 其热影响区会较其它作业方式的小很多.
选用广泰公司的产品, 其中(1) KS 代表手焊条
(2) KMS代表GMAW用实心焊线
(3) KTS 代表GTAW 用实心焊线
(4) KFW代表FCAW 用包药焊线
这四种的品号是相同, 代表有相同的等级, 可以依客户的焊接设备条件, 进行使用.
在不锈钢与含碳量较高的碳钢, 在进行异材焊接时; 有时必须使用KS312, 即含肥粒铁较多, 用以防治高温龟裂.
9.不锈钢焊接施工应注意事项
(1)在焊缝处, 应使用不锈钢刷清洁, 以免铁粉及杂质混入而生锈.
(2)选用电焊条, 必须执行再干燥的条件:
(3)预热措施:
(4)焊接作业时, 应尽量利用点焊˙夹具及冷却方法, 以减少变形.
(5)焊接作业时, 电弧长度尽可能的短, 以防止铬成份的氧化损失.
(6)奥斯田铁系, 容易发生高温龟裂, 收弧处应住注意ㄩ坑的填补.
(7)焊接作业时, 宜采用直线式运条法; 如果需要织动, 必需控制
织动宽度不超过焊条蕊线直径的2.5倍.
(8)焊后热处理:
必须依母材和焊材及工件的接头状况, 依AWS 规范的要求, 进行焊后热处理.。