自动化焊接设备常用指南,芜湖劲松焊接加工

铁素体不锈钢及其焊接特点

铁素体不锈钢分为普通铁素体不锈钢和超纯铁素体不锈钢两大类,其中普通铁素体不锈钢有Cr12 ~ Cr14型,如00Cr12、0Cr13Al;Cr16 ~ Cr18型,如1Cr17Mo;Cr25 ~ 30型。

由于普通铁索体不锈钢中的碳、氮含量较高,故加工成形及焊接都较困难,耐蚀性也难以保证,使用受到限制,在超纯铁素体不锈钢中严格控制了钢中的碳和氮总量,一般控制在0.035% ~ 0.045%、0.030%、0.010% ~ 0.015%三个层次,同时还加进必要的合金元素以进一步进步钢的耐腐蚀性和综合性能。

与普通铁素体不锈钢相比,超纯高铬铁素体不锈钢具有很好的耐均匀腐蚀、点蚀及应力腐蚀性能,较多的应用于石化设备中。铁素体不锈钢有以下焊接特点:

① 焊接高温作用下,在加热温度达到1000℃以上的热影响区特别在近缝区的晶粒会急剧长大,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 铁素体钢本身含铬量较高,***元素碳、氮、氧等也较多,脆性转变温度较高,缺口敏***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,则轻易从铁素体中析出σ相,也明显降低其塑、韧性。

马氏体不锈钢焊接要点

对于Cr13型马氏体不锈钢,当采用同材质焊条进行焊接时,为了降低冷裂纹敏***,确保焊接接头塑、韧性,应选用低氢型焊条并同时采取下列措施:

① 预热。预热温度随钢材含碳量的增加而进步,一般在100℃ ~ 350℃范围内。

② 后热。对于含碳量较高或拘束度大的焊接接头,焊后采取后热措施,以防止焊接氢致裂纹。

③ 焊后热处理。为改善焊接接头塑、韧性和耐蚀性,焊后热处理温度一般为650℃ ~ 750℃,保温时间按1h / 25mm计。

对于超级及低碳马氏体不锈钢,一般可不采取预热措施,当拘束度大或焊缝中含氢量较高时,采取预热及后热措施,预热温度一般为100℃ ~ 150℃,焊后热处理温度为590 ~ 620℃。

对于含碳量较高的马氏体钢。或在焊前预热、焊后热处理难以实施,以及接头拘束度较大的情况下,工程中也可用奥氏体型的焊材,以进步焊接接头的塑、韧性,防止产生裂纹。但此时焊缝金属为奥氏体***或以奥氏体为主的***时,与母材强度相比实为低强匹配,而且焊缝金属与母材在化学成分、金相***、热物理性能差别很大,焊接残余应力不可避免,轻易引发应力腐蚀或高温蠕变***。

焊接中的缺陷总结分析：

现象：这是常见的一种通病，既不美观、危害性还很大。溶合性飞溅会增加用材表面的淬硬***，易产生硬化及局部腐蚀等缺陷。

原因： 焊材在保存中药皮受潮变质，或所选用的焊条与母材不相匹配。焊接设备选择不符合要求，交、直流焊接设备与焊材不符合，焊接二次线极性接法不正确、施焊电流大、焊缝坡口边缘有杂物及油垢污染、焊接环境不符合焊接要求等。操作者技术不熟练，未按规程操作和防护。

防治措施：根据焊接母材选择合适的焊接设备。焊条要有干燥恒温设备，在干燥室有去湿机、空调机、距地、墙不小于300mm，建立焊条收发、使用、保管等制度（特别是对压力容器）。焊口边缘进行清理排出水分、油污及杂物锈蚀。冬雨季施工搭接防护棚保证施焊环境。对有色金属和不锈钢施焊前，可在焊缝两侧线母材上涂以防护涂料做为保护。还可选择焊条和薄药皮焊条及气体保护等方法，消除飞溅物和减少熔渣。焊工操作要求及时清理焊渣和防护。

针对示教型焊接机器人，不能在焊接过程中实时纠正焊缝偏差导致焊接精度较低的问题，研发了基于激光视觉的机器人焊缝，实时纠正机器人焊接偏差，提升机器人焊接精度。

目前，焊接机器人已在市场上占据一定的份额，然而在焊接过程中，由于工件受热发生变形、工件夹具的安装误差、工件的不一致性等情况会导致机器人焊偏，因而，需要进一步配置焊缝纠偏功能，用来提高原示教型焊接机器人的焊接精度。

激光焊缝跟踪技术作为一种新兴的偏差检测技术，应用在焊接机器人上，具有精度高、非接触式、可靠性高等优点；其次，该技术具有较宽的光谱频率响应范围，如采用人眼看不见的红外线，提高检测的范围。另一方面，以激光器为光源，不仅因为激光具有良好的单色性、方向性和干涉性、能量密度高等优点，同时可以极大地提高检测的信噪比，从而更容易得到较好的跟踪效果。

这个只需要在现有的示教型焊接机器人的基础上，通过增加创想机器人焊缝跟踪系统来识别焊缝偏差，也无需外接工控机，实时控制机器人自动调节焊接位置，进行自动矫正，从而提高焊接位置的准确性，解决原先示教型机器人在焊接过程中由于工件受热产生变形、工件夹具的安装误差、工件的不一致性等情况会导致的焊接偏差问题。