不銹鋼可以采用電阻點焊、縫焊和凸焊進(jìn)行焊接,并能獲得滿意的焊接效果。電阻焊的焊接時間和焊接電流一般比碳鋼焊接低,但是電極壓力要比通常焊接碳鋼大一些。
300系列奧氏體不銹鋼采用電阻焊,要比別的金屬(低碳鋼例外)都多。盡管對于碳含量更高一些的不銹鋼[例如12Cr17Ni7(301)、12Cr18Ni9(302)、16Cr23Ni13(309)和 20Cr25Ni20(310)型鋼]使用電阻焊常常也能取得良好的效果,但是進(jìn)行電阻焊的不銹鋼的碳含量仍以最高不超過0.08%為宜,例如06Cr19Ni10(304)、06Cr17Ni12Mo2(316)和06Cr18Ni11Nb(347)型鋼。
馬氏體和鐵素體不銹鋼采用電阻焊也都能獲得很好的焊接效果。馬氏體不銹鋼一般不常用電阻焊,因為電阻焊時,在焊接狀態(tài)下焊縫又硬又脆,對焊接工藝必須進(jìn)行精確的控制,并且焊后應(yīng)該進(jìn)行回火處理方可取得較好的效果。
奧氏體及沉淀硬化不銹鋼的電阻焊,如果焊后經(jīng)過熱處理,則在低溫下可以工作得很好。
因為電阻焊的時間一般很短,在如此短的時間內(nèi)不可能形成相當(dāng)多的晶間碳化物,所以奧氏體不銹鋼的點焊、凸焊、縫焊在多數(shù)大氣環(huán)境下,都具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力。和焊接時間較長的傳統(tǒng)電弧焊不同,經(jīng)過固溶處理的母材抗晶間腐蝕的能力是不會因為電阻焊而變壞的。
在別的焊接條件都相同的情況下,電阻焊接不銹鋼時比焊接同等厚度的其他金屬時,所需要的變壓器功率較低,但電極壓力要大些。
焊機(jī)可使用單相交流電源或者使用一個三相整流器或變頻器電源。使用三相電源的焊接所需的電流一般高于單相電源,焊接時間也較長。電極的壓力、材料及形狀不論對單相電源還是三相電源都是一樣的。
因為在較短的焊接時間內(nèi),兩周波的偏差,可能引起在焊接時間上很大的百分比變化,所以在電阻焊不銹鋼時最好采用逆行同步定時控制。因此,根據(jù)焊機(jī)的大小和電源功率有時希望使用穩(wěn)流器和穩(wěn)壓器。
1. 點焊熔核的形成
在電極力(F)和強(qiáng)大的焊接電流Iw作用下,在焊件接觸面上形成真正的物理接觸點,并隨著通電加熱的進(jìn)行而不斷擴(kuò)大。塑性變形能和熱能可使相互接觸的原子不斷激活,消失了接觸面,繼續(xù)加熱后形成熔化核心,簡稱熔核。熔核中的液態(tài)金屬在電動力作用下,發(fā)生強(qiáng)烈攪拌,使熔核內(nèi)兩板的金屬成分均勻化,結(jié)合界面迅速消失。加熱停止后,核心液態(tài)金屬以自由能最低的熔核邊界的半熔化晶粒表面為晶核開始結(jié)晶,然后沿散熱的相反方向不斷以枝晶形式向中間延伸。一般熔核以柱晶形式生長,將合金濃度較高的成分排至晶叉及枝晶前端,直至枝晶相互抵住,獲得牢固的金屬鍵合,接合面消失后,得到枝晶生長較充分的焊點,或因合金過冷條件不同,核心中心區(qū)同時形成等軸晶粒,得到柱晶、等軸晶兩種晶粒區(qū)并存的焊點。一個點焊接頭常由一個或多個焊點完成。接頭質(zhì)量決定于每個焊點的質(zhì)量,加熱和冷卻對焊點質(zhì)量有重要的影響。因而,研究點焊的熱源及熔核形成的過程對控制和提高點焊質(zhì)量具有重要意義。
2. 焊接前的表面準(zhǔn)備
必須把焊接件表面上的油或油脂清洗掉,否則油或油脂中的碳會進(jìn)入鋼內(nèi),從而提高焊縫對晶間腐蝕的敏感性。在成型時,用以防止擦傷拋光板表面的襯墊紙在壓力機(jī)操作中可能沾上油并粘在鋼板上,在電阻焊前必須把襯墊紙拿掉。
必須除掉焊接部件搭接側(cè)邊上的毛刺。否則,焊接電流就可能穿過毛刺和焊接部件發(fā)生短路接觸,而不是通過焊極和焊接部件密切接觸的。
不銹鋼薄板不能用普通鋼所用的工具進(jìn)行修磨或銼平。因為即使很細(xì)小的鐵屑也會降低修磨區(qū)或銼平區(qū)的有效鉻含量,從而引起焊接報廢。只能使用不銹鋼絲制作的刷子進(jìn)行表面清理。
對于熱軋不銹鋼板,焊接必須通過酸洗去掉表面氧化鉻。酸洗后在常溫下形成的保護(hù)膜極薄,一般不妨礙電阻焊。