如何选用正确的不锈钢用药芯焊丝？

不锈钢用药芯焊丝的选用不锈钢用药芯焊丝的应用以活性气体保护焊为主，进行药芯焊丝活性气体保护焊时具有如下特点。①与焊条电弧焊相比，熔敷速度可提高2~4倍，其熔敷效率高达90%(不锈钢焊条仅55%)，生产效率明显提高，经济性优良。② 对电流、电压的适应范围广，与过去的活性气体保护焊不锈钢实心焊丝相比，焊接条件设定较为容易，易于进行半自动和自动化焊接。③ 脱渣性良好，焊道表面有光泽。另外，飞溅很少，电弧稳定性优良，X射线检验合格率高。不锈钢药芯焊丝焊接时，由于焊缝金属主要合金成分与母材一致或相近，因此，焊缝的耐蚀、耐热等特性基本上可以保证。但对焊缝金属性能有重大影响的C、O、N的含量，在药芯焊丝施焊时，却有一些特殊的变化规律，应予认真对待。在不锈钢焊接中，降低焊缝金属含碳量是提高其抗晶间腐蚀能力的有效途径之一。然而，当采用含CO2成分的保护气体进行焊接时，焊缝金属的增碳倾向几乎是不可避免的，所以实心不锈钢焊丝通常必须采用情性气体保护焊。但是，对于不锈钢药芯焊丝来说，即使采用纯CO2作保护气体，焊缝金属碳含量的增加也可控制在很低的水平。近年来，许多超低碳(C≤0.04%或C≤0.03%)和极低碳(C≤0.02%)不锈钢药芯焊丝已得到广泛的应用。大部分不锈钢药芯焊丝采用的保护气体是CO2或Ar+20%~25%CO2混合气。药芯焊丝焊接不锈钢，其焊缝金属的氧含量同其他焊接方法相比相对较高。随着含氧量增高，焊缝金属的冲击韧性将下降。焊缝金属的氧大部分是以氧化物夹杂的形式弥散分布在晶格之间，这些氧化物夹杂，一部分来自粉剂中的氧化物，一部分是脱氧反应的产物。氧化物夹杂含量过高，也可能成为不锈钢焊接接头冷弯不合格的原因之一。焊缝中含氧量可随焊丝熔渣碱度的提高而降低，但碱度提高的同时会使熔渣黏度降低，从而影响焊丝的全位置焊接性。图1 不同焊接方法的308不锈钢焊缝金属含氧量比较
PART  01马氏体不锈钢焊接时焊丝的选用马氏体钢是可以利用热处理来调整性能的，因此，为了保证使用性能的要求特别是耐热马氏体钢，焊缝成分应尽量接近母材的成分。为了防止冷裂纹，也可采用奥氏体焊接材料，这时的焊缝强度必然低于母材。马氏体不锈钢焊接时，容易出现下列问题。①过热区硬化和冷裂纹。马氏体不锈钢的淬硬倾向特别大，高温加热后在空冷条件下便可得到硬脆的马氏体。在焊接拘束应力和扩散氢的作用下，很容易出现焊接冷裂纹。②过热区脆化。马氏体不锈钢过热区晶粒长大倾向非常严重，明显降低接头塑韧性，出现过热区脆化。③热影响区软化。在高温长期加热时，易在热影响区的软化区出现显徽裂纹降低接头使用可靠性。当焊缝成分同母材成分相近时，焊接过程中焊缝和热影响区会同时硬化变脆为了防止冷裂，母材往往需要进行预热，并且焊后要进行热处理，以提高接头性能。由于焊缝金属与母材的热膨胀系数基本一致，经热处理后有可能完全消除焊接应力。焊接 Cr13型马氏体钢用的焊丝，应严格控制有害杂质S、P及Si等，选用含有 Ti、N、Nb或A1等元素的焊丝，以细化晶粒并降低硬性。当工件不允许进行预热或热处理时，宜选用能得到奥氏体焊缝组织的焊材，这类焊缝具有较高的塑性和韧性，能松弛焊接应力，并且能较多地固溶，因而可降低冷裂倾向。但这种材质不均匀的接头，由于热膨胀系数不同，在循环温度的工作环境下，可能产生热疲劳裂纹，而导致接头破坏。图2 马氏体不锈钢焊材的选用
PART  02铁素体不锈钢焊接时药芯焊丝的选用铁素体不锈钢在加热和冷却过程中不发生任何相变，因此，焊后即使快速冷却也不会产生硬化组织。这类钢焊接时，容易出现下列问题。①在经受900℃以上加热后，铁素体晶粒急剧长大，焊后即使快速冷却，也无法避免因晶粒粗大化引起的韧性急剧下降及较高的晶间腐蚀倾向。②铁素体钢本身含Cr量较高，有害元素C、N、O等也较多，脆性转变温度较高，缺口敏感性较强。因此，焊后脆化现象较为严重。③在 400~600℃长时间加热缓冷时，会出现475℃脆化，使常温韧性严重下降。在550~820℃长时间加热后，则容易从铁素体中析出相，也明显降低其塑性和韧性。选择铁素体不锈钢用药芯焊丝时，应采用含有害元素(如C、N、S、P等)低的药芯焊丝，以便改善焊接性能和焊缝韧性。焊缝成分可采用与Cr17系同质成分，但在拘束度大时，很容易产生裂纹，焊后可采用热处理，恢复耐蚀性能，并改善接头塑性。也可采用奥氏体型高Cr、Ni焊材，以降低缺口敏感性，提高接头抗裂能力，如309(24-13)型和310(26-21)型奥氏体不锈钢药芯焊丝。奥氏体焊绛金属基本上与铁素体母材等强，但在某些腐蚀介质中，焊缝的耐蚀性可能与母材有很大的不同，这一点在药芯焊丝选用时要注意。

选用不锈钢用药芯焊丝时，根据不锈钢的类型（如马氏体、铁素体或奥氏体）和特点选择适合的药芯焊丝。考虑以下因素：

1. 焊丝成分：确保焊丝成分与母材成分相近或有利于提高接头性能，如抗冷裂能力和耐蚀性。

2. 保护气体：大多数不锈钢药芯焊丝采用CO2或Ar+20%~25%CO2的混合气体。需注意，使用纯CO2时，焊缝金属的碳含量增加可控制在低水平。

3. 焊丝型号：选择超低碳或极低碳类型的药芯焊丝，以减少焊缝中的碳含量，提高抗晶间腐蚀能力。

4. 焊接特性：根据焊丝的脱渣性、飞溅情况、电弧稳定性等选择，确保焊接过程顺畅，焊缝质量高。

5. 应用环境：根据不锈钢结构件的使用环境（如温度、腐蚀介质等），选择具有相应耐热、耐蚀性能的药芯焊丝。

总之，选择适合的不锈钢药芯焊丝需要考虑焊接材料的化学成分、焊接工艺的要求以及最终产品的使用条件。
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