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焊接金属材料焊接的建议第3部分不锈钢的弧焊国家性前言此英国标准是对EN1011-32000的正规英语描述它取代了被淘汰的BS74751991技术委员会委托了UK参与其制定工作与不锈钢的焊接有关系的有1帮助询问者理解本文2对负责的欧洲委员会提出对阐明的任何询问或改动的建议并且保持UK利益被告之3终端机连接国际和欧洲发展并在UK上传播它们在此委员会上陈述的机构的目录可以向它的秘书申请得到相互参照在这个文件中谈到的国际实行或欧洲公布的英国标准能在BSI标准目录中一篇名为国际标准相应索引中或使用BSI标准电子目录中寻找设备找到一个英国标准并不以包含所有合同中必要条款为主旨使用英国标准的人要为他们正确的应用负责任服从英国标准并不赋予他们自己法律职责上的豁免权文章摘要此文件包含一个封面一个内封面EN标题页2-30页内背面背面此文件中展示的BSI版权的布告在最后发出文件时说明印刷前发出的修正英语译文焊接金属材料焊接的建议第3部分不锈钢的弧焊此欧洲标准已在2000年8月13日通过CEN检验CEN成员要服从CEN/CENELEC国际组织的余数此组织承诺给予这个欧洲标准一个国家标准地位的约定而无任何改变有关于此国家标准的最新条款和书目的附注可能包含在给中央书记处或任何CEN成员的申请中此欧洲标准以三中正式版本存在英语法语德语其他在CEN成员责任下翻译成自己语言并告知中央书记处的任何语言版本有与正式版本同等的地位CEN成员是澳大利亚比利时捷克斯拉夫共和国丹麦芬兰法兰西德国希腊冰岛爱尔兰意大利卢森堡尼德兰挪威葡萄牙西班牙瑞典瑞士和联合国等国家标准的团体内容页前言3介绍41范围42标准参考43术语和定义54基材65存储和处理66焊接耗材67装配78焊接的质量要求99扭曲变形910焊后清洁10附件A资料奥氏体不锈钢的焊接11附件B资料铁素体不锈钢的焊接18附件C资料奥氏体-铁素体不锈钢的焊接22附件D资料马氏体焊接和马氏体-奥氏体不锈钢的焊接27附件ZA资料该欧洲标准选择要素要求的条款30或EU指示的其它条款3页前言此欧洲标准由焊接技术委员会CEN/TC121制定该委员会的书记处由DS任命此欧洲标准将被给予一个国家标准的地位最迟在2001年三月不是通过一个完全一致的正文的出版就是通过合同保证而与之矛盾的国家标准将最迟在2001年三月之前被撤消此欧洲标准由欧洲委员会和欧洲自由贸易协会为人的CEN制定并且支持EU指示的必要要求与EU条款的联系在ZA附件中可以看到该附件是此标准的必要组成部分根据CEN/CENELEC国际规则以下国家的标准组织要服从此欧洲标准的约束澳大利亚比利时捷克斯拉夫共和国丹麦芬兰法兰西德国希腊冰岛爱尔兰意大利卢森堡尼德兰挪威葡萄牙西班牙瑞典瑞士和联合国此欧洲标准由以下部分组成1弧焊的通用指导2铁素体钢的弧焊3不锈钢的弧焊4铝和铝合金的弧焊ABCD附件提供了相关信息4页介绍此欧洲标准用几个附件发出以使它可能扩大到覆盖几种不同类型的钢它们将被制造成所有对于不锈钢的欧洲标准钢当此标准被引用为契约性的用途时发布命令的权威应当陈述顺从此标准和其他适当附件的必要性此标准为符合要求的生产和焊接的控制提供了一般性的指导并详述了可能发生的不利现象提出了一些可避免的方法的建议它通常适用于所有的不锈钢并适合任何复杂装配的类型尽管标准的应用可能有附加的要求焊接中可允许的结构重压检验方法及接纳水平没有包含在其中因为它们依赖于装配的服务条件这些细节应当从设计说明书中获得这部分欧洲标准包含额外的不锈钢的氧炔焊的细节应当联合EN1011-1的一般建议来读1范围此欧洲标准对不锈钢的氧炔焊给出了一般性的建议有关奥氏体奥氏体-铁素体铁素体和马氏体不锈钢的确切细节在A至D附件中给予说明2标准参考此欧洲标准由注明日期的和未注明日期的参考来自其他出版物的条款合并这些参考标准在本文合适的地方被引用并且该出版物在随后被列出对注明日期的参考来说任何这些出版物随后的修正或校订只有在通过修正或校订合并才提供给此欧洲标准对于未注明日期的参考该出版物的最近版本牵涉到应用包括修正EN288-2金属材料焊接工序的规范和认可第二部分弧焊工序说明EN439焊接耗材弧焊和切割的屏蔽气体EN1600焊接耗材不锈钢和耐热钢的手工金属弧焊的覆盖电极分类EN1011-1焊接对金属材料焊接的建议第1部分弧焊的一般性指导EN10088-1不锈钢第1部分不锈钢列表5页EN12072焊接耗材金属丝电极不锈钢和耐热钢弧焊的金属丝和底盘分级EN12073焊接耗材不锈钢和耐热钢有或无气体屏蔽的金属弧焊的管状核心电极分级EN25817钢的弧焊接头对缺点的质量水平的指导ISO58171992EN29692使用覆盖电极的金属弧焊气体屏蔽的金属弧焊和气焊钢的接合预备ENISO8249焊接铁素体量FN在奥氏体和双炼铁氧体-奥氏体铬-镍不锈钢焊接金属的测定ISO82492000CRISO15608焊接-金属材料分类系统的指导方针ISO/TR1560820003术语和定义以下术语和定义适用于此欧洲标准31消极分层一个薄而透明轻而有黏附力的薄膜在不锈钢的表面以保护它们免受腐蚀侵袭32稳定/不稳定稳定钢添加强碳化物/氮化物形成成分通常是钛或铌以限制铬碳化物/氮化物的形成并使不锈钢维持抗腐蚀力特别是在颗粒周围33铁素体量FN一个表示磁性吸引力的数字相对于一系列参考样本因此与铁-磁相含量成比例大约等于铁素体铁素体含量超过0%10%但是更容易测定ENISO824934嵌入耗材被制造以符合焊接预备的形状和尺寸的焊丝的长度它被熔化成一个焊接中接头的必需部分6页35弹限强度在此标准中提到的弹限强度指0.2%弹限强度RP0.2%4基材根据CRISO15608中810分组此标准适用于奥氏体铁素体马氏体和奥氏体/铁素体类型不锈钢5存储和处理当存储处理和装配不锈钢时应当控制环境以避开对消极分层的长期破坏该分层给予不锈钢较好的抗腐蚀力在存储处理和装配的任何时期不锈钢应当远离污染和表面破坏不锈钢与其他材料的接触例如碳钢铜油漆颜料和磁带等引起消极分层的破坏或应当避免的其他不利影响当无法避免接触时应当注意将残留物清除掉不锈钢支架应当建造牢固并与不会污染不锈钢的材料可靠邻接如干木或不锈钢不能使用无邻接或油漆碳钢支架扶倒抓取装置应当由无污染材料来做或邻接焊接固定装置接地夹子端子或操纵器应当由无污染材料来制造或邻接6焊接耗材焊丝的选择应当经过考虑母材和特殊运用并且应当服从有关标准当嵌入耗材被使用它们应当与焊丝的材料一致7页7装配71概述不锈钢装配的设备应当与其他工作隔离并远离可能有污染的材料如铅锌铜铜合金或碳钢等组成工具应当在使用前彻底清洗以避免交叉污染所有在组成操作中使用的润滑剂应当从工件中清除应当使用专用于不锈钢的工具这一点尤其适用于砂轮和钢丝刷焊接时母材的加热将导致在焊接金属和金属周围区域形成氧化物薄膜如果焊接暴露在污染媒介中或其他原因这些由覆盖电极溶剂心线和潜弧焊产生的氧化物和炉渣应当被清除掉见第10条款当准备熔合面时来自热切割工序的氧化硬化和一般性的污染应当通过机械加工从切割表面削减一定的深度除去当削减时会发生裂化这些也要求在焊接前清除掉在切割边缘没有形成熔合面处应当注意确保削减或热切割不会对装配的进行产生不利的影响猛烈的冲模切割要避免当不得不使用时应当注意它在高压或污染区应用的危险并且购买者应当在这些地方做出标记在X光摄影检查中用做标记的印凹痕应当服从类似的预防将要被检查的和被批准的焊接在它们被接受之前不应被油漆或其他方面的处理72焊接细节根据EN288-2焊接细节应当在一个专门的焊接程序说明书WPS中进行了描述可焊性的进一步祥述在A-D附件中提出接头处未对准的接受标准在EN25817中给出对于特定应用如管道工作的焊接和焊接过程更近的公差可能是必需的在不分段/复印碎片使用的地方它们应当由与装配中使用等级一致的不锈钢来制造并且应当有与接合处使用的类似的厚度和边缘准备不分段/复印碎片的清除应当通过一种不会对母材和焊接沉淀的性质产生不利影响的方法来完成应当进行检查以证明母材和焊接沉淀都没有不可接受的缺点8页在只能从一侧进行焊接的地方保护根侧免受大气污染以保持接合处抗腐蚀力是必需的这种焊接的根部处理通常使用TIG或等离子焊工序来做73焊接支持物永久的支持物应当由等级一致的不锈钢组成而且在有裂缝腐蚀危险的地方不应使用在不适合使用类似支持物材料的部分的结构时使用的材料应当与设计说明书的要求一致当使用铜作为一个临时的支持材料时应当在溶解区以机器切削一个沟槽进入支持材料焊接时要小心因为存在铜加速的危险它能通过对铜支持材料的镍或铬的电镀来降低当使用高温加热时铜支持物也许能水冷却支持材料应当远离污染物如油脂水分氧化物等在使用临时的或永久的支持物处接合处应当以确保即将接合的部分能较容易地完全熔合的方式准备当必须组织氧化发生在焊接物背面时通常要使用合适气体进行清洗这就是根据EN439与基材和焊接金属一致的高纯气体或气体混合物忽略焊接根部的地方其目的是阻止空气主要是氧气的污染氧气会导致焊接中不可接受的缺点或抗腐蚀力的下降在根部区域进行清洗的地方焊接之前的清洗要持续足够的时间以确保根部氧化的水平与设计说明书要求的一样前清洗时间将主要取决于气体流动的速度和清洗的体积并且在较小程度上取决于清洗气体的密度和喷射点文本中指明的氧气水平最大允许值处必须使用一个敏感性合适的氧气分析仪来测定现有气体的氧含量作为指导方针它建议在开始焊接前进行十倍体积改变气体清洁应当持续足够长时间以确保已完成的焊件下侧表面氧化水平契约性可接受9页8焊接的质量要求焊接接头应当远离那些可能损害该结构进行工作的缺点接受水平应当与所存在的应用标准一致如果没有应用标准接受水平应当以EN25817为依据要重视不锈钢的特殊质量要求如外观和抗腐蚀力而且在文件中要详细说明9变形焊件中的变形来自于不均衡的膨胀和焊接金属及焊接中邻近母材的收缩由于更大的膨胀系数和更低的热传导性这个现象在奥氏体不锈钢中比在纯粹的钢中更显著以下是减小变形的使用方法1将焊接金属的体积减至最小2双侧平衡接合焊接3降低热输入4减少焊接层数5分段退焊6对焊接部件的事先调整7选筛和机械抑制8平头焊接点焊9散热片吸热设备应当注意所选择的方法对焊接物和全部结构没有有害的影响10页10焊后的清洗不锈钢焊件的抗腐蚀力主要受它们表面条件的影响焊接后的清洗程度依赖于焊接质量要求并应与设计说明书的要求一致焊接后的清洗可以分几个过程进行单独地或联合地例如刷应当使用不锈钢刷毛或其他一致材料制作的专用金属刷这个方法一般说来不能用于清除黏附的污染物应当注意在使用这种金属旋转刷时可能会损毁表面而产生微小裂缝从而降低抗腐蚀力在刷后进行酸洗工作是必要的爆破这个方法用来清除黏附的污染物并且同样会在表面残留有压缩力的钢屑推荐使用的爆破媒介包括玻璃和不锈钢弹丸这些应当没有受铁或碳素钢污染磨擦应当使用无磨擦盘带或轮子的专用铁要避免过多的磨擦以防止对表面的破坏和母材的变薄这个方法被用来清除大量的表面污染物并用来将焊件平滑地与母材结合在一起酸洗酸洗是通过化学反映将钢表面的氧化物或表面层清除掉酸洗液的成分取决于钢的种类酸洗温度和时间对酸洗的产物要小心清除电磨光这通常用于不稳定的不锈钢以形成一个最适宜的抗腐蚀的光滑表面要得到最适宜的抗腐蚀力最有效的清洗方法是酸洗和电磨光及其后自然的或诱导的钝化处理11页附件A资料奥氏体不锈钢的焊接A1概述A11化学成分典型奥氏体不锈钢的化学成分在EN10088-1中列出这些钢通常包含最少16.5%的铬和足够的镍和/或锰碳和氮以制造奥氏体的微结构它们同样可能包含其他附加成分如钼氮钛铌铜硅或硫磺以改善特殊的性质如抗腐蚀力抗氧化性或机械加工性等A12微结构奥氏体不锈钢的微结构受铁素体和奥氏体退火成分平衡的支配主要的铁素体退火成分是铬钼和硅而主要的奥氏体退火成分是镍锰碳和氮在焊接金属上形成的结构可以使用举例来说SchaefflerDelongW.R.C或Espy图表从铁素体和奥氏体退火成分的平衡进行预测奥氏体不锈钢由奥氏体混合物组成该混合物在某些等级可能包含少量的铁素体焊接中铁素