不锈钢和铁能焊接吗 用什么焊条

2018-12-3115:14:08不锈钢和铁能焊接吗 用什么焊条已关闭评论

不锈钢可以是许多工程项目的首选钢材,但是当涉及到重型制造时,完全由不锈钢制造大型产品的成本可能成本过高。使用成本较低的碳钢(铁)制造非必要零件和框架有助于降低大型制造项目的总体成本。例如在高温或腐蚀区域使用不锈钢,然后将未指定区域与低碳钢匹配。将两种不同金属连接在一起的准备和计划需要一个经验丰富的不锈钢加工厂来确保正确完成。

奥氏体不锈钢如304不锈钢或316不锈钢可以使用MIG和TIG焊接焊接到普通碳钢上。在许多情况下,当焊接诸如不锈钢和普通碳钢的不同金属时,优选使用填充材料的诸如MIG焊接的焊接工艺。因为两者之间的导电性差异使得达到正确的焊接温度非常困难。当使用电阻焊时,碳钢通常是预热的,因为它具有更高的导电性,并且不会像不锈钢一样快地加热。

不锈钢和铁 (1)

一、碳钢(铁)和不锈钢的区别

碳钢和不锈钢均以碳和铁的百分比形成,但它们的特性相当明显。下面,我们概述了每种金属的优点和缺点。

碳素钢是最基本的钢材形式。添加一小部分碳可显着提高金属的硬度,但同时也使碳钢的延展性降低。通常,这种钢中碳的百分比远远高于不锈钢,并且它在很大程度上决定了金属的行为方式。任何其他合金元素 - 如锰,钨或铬 - 对碳钢的整体性能影响较小。

话虽这么说,碳钢仍占当今钢铁产量的90%左右。它可用于制造各种产品,如汽车零件,结构梁,刀具,钢丝和冰箱零件。该合金易受腐蚀,因此需要镀锌以供户外使用。它也不像不锈钢那样具有吸引力,具有沉闷,没有吸引力的表面。总体而言,较高的碳含量会增加金属的耐久性,热分布和延展性,但同时也会降低其熔点。

不锈钢是一种极具吸引力的金属,具有光泽和反光效果。这是因为合金中铬的含量很高(超过10.5%),这会改变其外观并有助于防止腐蚀。与碳钢不同,不锈钢具有氧化铬涂层,可防止生锈和污渍。一些不锈钢合金甚至耐硫酸或磷酸。

您将在无数应用中找到不锈钢,包括扶手,餐具,剃须刀片,热水箱,医疗器械,珠宝等等。不锈钢在创造装饰和结构元素方面具有巨大的影响力。然而,不锈钢比碳钢和铝重,具有最低的强度重量比。这使得它不适合航空和其他重量是关键因素的行业。

总的来说,不锈钢的装饰性和防锈性使其成为许多人的明显赢家,但碳钢仍然是制造和建造用途的首选金属。碳钢和不锈钢在焊接的时候需要特别注意热量,填充材料和接头设计的细节,以便两种金属焊接在一起以实现牢固的粘合。

二、焊接注意事项

1、焊接条件

含有低于0.20%C的碳钢和合金钢在焊接到奥氏体不锈钢时通常不需要任何预热。碳含量超过0.20%的碳钢和合金钢可能需要预热。材料厚度超过30mm的高约束接头也应预热。150℃的温度通常是足够的。

与奥氏体不锈钢相比,碳钢更容易出现与氢相关的缺陷,因此建议仔细干燥焊接材料。将不锈钢焊接到镀锌钢板上时,焊接前应去除待焊接区域周围的锌涂层。如果存在于焊接熔合区中,则熔融锌会导致成品焊缝的脆化或降低的耐腐蚀性。

2、环境温度

尽管标准308型填料可用于将304型不锈钢连接到碳钢,但是更高合金的填料,例如309型(2312L至BS EN 12072)是优选的。这应该有助于避免焊接稀释区中的开裂,如果使用308型(19 9L至BS EN 12072)填料,其中铁素体水平可能太低并且在冷却时也可能形成马氏体。

如果焊接部件用于更高温度的服务,那么钢和填料的热膨胀率的差异可导致热疲劳开裂。在具有提高的铁素体水平的这些焊接温度下的长曝光时间可导致由于σ相形成而导致的脆化。
镍基填料(Inconel)产生的焊缝热膨胀率低于不锈钢填料,因此可能是优选的。

三、焊接风险和缺点

碳和不锈钢之间焊接时会产生双金属腐蚀的风险,不受保护的焊接会受到侵蚀性环境的影响,例如浸入海水中可能会导致对不太贵重的碳钢部件的牺牲腐蚀。然而,通常需要对碳钢进行焊后表面涂层进行腐蚀保护修复。如果允许这种重涂/涂漆覆盖在焊道上,那么只要涂层是合理的,在任何环境中接头都不应存在双金属腐蚀的风险。另外焊接铁和不锈钢还有以下缺点:

  1. 焊接成本增加。 焊接异种金属会给工艺带来额外的挑战。这转化为劳动力增加,拒绝/错误率和成本增加。
  2. 不锈钢的热裂纹。由于它比碳钢更耐电,因此不锈钢在电阻焊接中的加热速度比碳钢快得多。在等待碳钢达到焊接温度的同时,不锈钢会过热并且充满热裂纹。使用填料焊接或预热普通钢可以改善这种情况,但这些方法并不完美。
  3. 高温使用条件下的热膨胀。在焊丝形式中使用异种金属的另一个问题是热量的热膨胀会不同地影响每种金属。两种金属之间的膨胀率的这种差异可能导致焊接接头的额外疲劳 - 降低了线材的结构完整性和使用寿命。
  4. 增加双金属腐蚀。您通常希望使用不锈钢的原因之一是其耐腐蚀性强。未暴露的普通和不锈钢焊接暴露在极端腐蚀条件下,例如浸入盐水中,可能会导致腐蚀。这是因为普通钢颗粒与不锈钢合金的混合会损害不锈钢的保护性氧化层,从而形成锈蚀。
  5. 降低焊接强度。连接异种金属的问题在于,即使采用基于填料的焊接方法,也会导致焊缝变弱。仅焊接温度和操作公差的差异很容易损害焊接接头的强度。

四、焊条的选择

不锈钢和铁焊接应当用牌号为A302或者A307的不锈钢焊条(即E309型),因为这二者是异种钢的焊接,更要控制焊缝中母材金属的比例,即熔合比。其目的是减少焊缝裂纹。熔合比过大焊缝过分稀释,可使焊缝中奥氏体成份不足,导致出现马氏体组织,使接头脆性产生裂纹。

201不锈钢(奥氏体)与低碳钢相焊,若采用常用的A102、A132不锈钢焊条施焊,焊缝金属中不可避免地要产生马氏体组织,导致焊缝产生裂纹,用E309型焊条施焊,母材金属的熔合比要控制在30%以内,就能获得理想的奥氏体+铁素体双相组织。可以避免焊缝裂纹。减小焊缝熔合比除了正确选择焊条外,还要合理地控制焊接工艺参数,如采用小电流、快速焊、运条不作横向摆动等。A302或者A307的不锈钢焊条均未采用直流焊机,直流反接,电弧稳定,飞溅少。

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