在工件表面进行不锈钢带极堆焊，依据堆焊层组织的不同，堆焊金属性能各不相同。堆焊金属的性能包括外观成形、力学性能、弯曲性能、耐蚀性能、耐磨性能等。但是，我们除了关心这些内容之外，我们还关心堆焊时常见的质量问题、产生的原因分析及防止措施。

1.宏观缺陷

        （1）夹渣  夹渣往往以道间形成出现，有时也会产生层间夹渣。焊道夹渣形成原因主要是焊剂工艺性能较差，使熔敷金属的焊道两侧的润湿角太陡，造成边缘熔合不良，在堆焊后一道焊道时，就易形成道间夹渣。另外，焊接规范、焊接位置等不合格也易形成这种缺陷。

        （2）咬边    咬边主要是出现在电渣堆焊中，对于宽带极（带极宽度大于60mm）电渣堆焊，由于磁收缩效应，会使堆焊层产生咬边，随着带极宽度增加，堆焊电流增大，咬边现象越重，因此必须采用外加磁场的方法来防止咬边的产生（磁控法）。同时必须合理布置磁极位置，选择合理的激磁电流大小，外加磁场太强或太弱均会影响堆焊焊道的成形。两个磁极的磁控电流应可分别调整。比如对于非预热的平焊位置的工件，当带极为60mm×0.5mm时，磁控装置的南、北极控制电流分别为1.5A和3.5A；对于90mm×0.5mm的带极，则分别为3A和3.5A。

        （3）裂纹    裂纹主要出现在收弧处，有时也会出现在焊道中。堆焊层裂纹主要是热裂纹，其原因有二：熔敷金属的铬镍比不合适，致使堆焊金属铁素体含量太低或太高，这主要由焊带及焊剂的成分匹配不当造成；焊接规范不当，电流过大也易造成热裂纹。

        （4）未熔合    堆焊层与母材间结合面或层间易出现未熔合现象，由于烧结型焊剂比熔炼型焊剂堆焊重量轻，故熔深比较小。一旦操作不当或焊接规范参数掌握不适，易出现结合面未熔合或层间未熔合缺陷。

        上面介绍了常见宏观缺陷及防止措施，除此之外，在实际产品堆焊时，还应注意以下几点。一是焊前严格对母材打磨，去除铁锈、油污等影响焊接的因素且必须预热。二是控制堆焊层厚度，在进行过渡层堆焊时，由于是异种钢焊接，容易产生焊接缺陷，一般的方法是在保证焊道成形的前提下尽量降低过渡层堆焊厚度（3~3.5mm）；在进行耐蚀层堆焊时，由于是同一材质的焊接，不易产生焊接缺陷，一般的方法是在保证焊道成形的前提下可以适当增加耐蚀层的厚度（3.5~4mm），同时也增加了耐蚀层的有效厚度。当堆焊层厚度超过5mm时，将引起焊瘤，极易引起焊渣。

2.内部缺陷

        （1）耐腐蚀试验不合格    厚壁压力容器内壁不锈钢堆焊层的耐腐蚀性能主要指耐晶间腐蚀性能，同时也应考虑耐应力腐蚀和均匀腐蚀（包括动态和静态水腐蚀）性能。在大多数应用场合下，对内壁堆焊层的耐腐蚀性能通常都有较高的要求。奥氏体不锈钢加热到1000℃以上时，碳化物固溶到奥氏体中，在通过400~850℃敏化温度区间冷却后，过饱和的碳以M23C6的形式沿奥氏体晶界析出，造成晶间腐蚀，为了防止晶间腐蚀，可降低含碳量，使堆焊层达到超低碳水平，或在堆焊材料中添加稳定化元素（Nb、Ti）。除碳元素之外，其他合金元素对堆焊层耐腐蚀性能都有不同程度的影响，其中Cr的影响较为显著，Cr含量减少，堆焊层晶间腐蚀的危险区增大。Fe-Cr-Ni不锈钢在水介质中产生应力腐蚀破坏的主要原因是较高的氯离子浓度、含氧量和正向及剪切力。实践证明，在高温水中，但Cl-和O2的含量均小于10-7时，即使在高应力条件下，一般也不会发生应力腐蚀破坏。通常情况下，应控制介质中腐蚀元素或离子（如B、Cl-、F-、O2等）的含量，以使不锈钢堆焊层的均匀腐蚀速率低于技术要求的规定数值。

        对要求按GB/T4334.E-2008《不锈钢硫酸-硫酸铜腐蚀试验方法》试验时，一般均能通过。对要求按其他腐蚀试验方法试验时，有时可能出现不合格的结果。导致不合格的原因包括：焊材选择不合适；焊接电流过大，碳弧气刨的影响，层间温度过高等；取样位置有误，试样表面加工不符合要求；腐蚀液浓度不合适，试验湿度不符合标准要求等。

        （2）堆焊层（表层）铁素体含量（或铁素体数）不符合要求    造成堆焊层铁素体含量不合格的一般原因包括：焊带的化学成分中Cr当量/Ni当量比例不合适，当Cr当量高而Ni当量低时，会造成δ%较高，反之则δ%较低；焊接电流过大，其Cr当量降低，而Ni烧损较少，会造成铁素体含量偏低。电弧过长或焊丝干伸长度过长，会使空气中的N过高地侵入熔池，使焊缝金属N含量较高也会使Ni当量升高，造成铁素体含量偏低；化学成分取样位置有误，当采用钻削法取样时，往往会钻到过渡层上，而过渡层Cr高，造成铁素体偏高。

       （3）弯曲试验不合格    NB/T47018.5中对不锈钢堆焊金属的弯曲性能作出了明确的规定，即弯曲试验后再试样拉伸面上的堆焊层内不得有大于1.5mm的任一开口缺陷；在熔合线上不得有大于3mm的任一开口缺陷。造成弯曲试验不合格的原因包括：过渡层焊带选用不当，以常用带极堆焊过渡层焊带309L为例，根据Cr、Ni含量的不同，分为两种，一种为高Cr、Ni的24-13型，另一种为低Cr、Ni的22-11型，选用前一种焊带进行埋弧焊时更容易通过弯曲试验；焊接电流过大，使过渡层稀释率太高，造成马氏体组织、表层树枝状结晶粗大；过渡层与母材之间熔合线呈过大的波浪形。

        （4）堆焊层下裂纹    裂纹位于堆焊热影响区焊道重叠部分的下部粗晶区，它是在焊前一焊道时被加热到1200~1425℃，再因焊后一焊道而被加热到600~700℃的重叠部分，若再经过消除应力处理，而产生堆焊层下裂纹。裂纹与堆焊方向垂直，是一种非常微小的裂纹。裂纹深度一般在2.5~3mm，长度为0.2mm至数毫米，一般用显微镜很难发现。用普通的无损检测方法也不易探出来。裂纹是沿晶界产生并扩展，只发生在某些特定的合金钢（含Mn量较低，碳化物形成元素较多的钢，如SA508C12锻件）中。 1/2 12下一页尾页