奥氏体不锈钢焊接简介

奥氏体不锈钢焊接简介

一、奥氏体不锈钢的焊接性

金属材料的焊接性不仅取决于金属本身的成分与组织，同时与焊接的热作用直接相关。焊接性并不是金属材料的固有性能，而是随焊接技术的发展而变化的。金属材料的焊接性可分为工艺焊接性和使用焊接性：

（1）工艺焊接性是指金属材料对各种焊接方法的适应能力。它不仅取决于金属本身的成分与性能，而且与焊接热源的性质、保护方式、预热及后热等工艺措施有关。

（2）使用焊接性是指焊接接头或整体结构，满足技术条件中所规定的使用性能的能力。显然，使用焊接性与产品的工作条件有密切关系。奥氏体不锈钢的焊接性工艺焊接性方面，很容易获得无缺陷的焊接接头，也不需要采用特殊的工艺措施即结合性能良好。

使用焊接性方面，如果处在腐蚀的介质中，焊接接头常常沿晶界被腐蚀，即使用性能不好。奥氏体不锈钢由于具有较高的变形能力并不可淬硬，所以总的来说焊接性能良好。

二、奥氏体不锈钢的焊接缺陷

奥氏体不锈钢虽用的最为广泛，但是焊接材料或焊接工艺不正确时，会出现以下缺陷：﹙1﹚晶间腐蚀，引起金属机械性能和耐腐蚀性能的下降。对应措施：选用合适焊条；减少危险温度范围停留时间；接触介质的那面焊缝最后焊接；焊后固溶

处理要妥当。

﹙2﹚应力腐蚀开裂。相对应的处理措施：合理制定成型加工和组装工艺；合理选择焊材；采取合适的焊接工艺；采取合理的焊接顺序；焊后正确热处理。

﹙3﹚焊缝成形不良，易造成表面成型不良。防治措施：对于焊缝成形不良及焊接热影响区的晶间腐蚀问题，可以通过焊接工艺来加以解决。

﹙4﹚奥氏体不锈钢的焊接技术注意点

根据上述不锈钢的焊接特点，为保证接头的质量，应当采用以下焊接工艺：①焊前准备。做好焊条及焊缝的清洁工作。②焊接薄板和拘束度较小的不锈钢件，可选用氧化钛型药皮焊条。③对于立焊和仰焊位置，应采用氧化钙型药皮焊条。④气体保护焊和埋弧自动焊时，应选用锰铬含量比母材高的焊丝，以补偿焊接过程中合金元素的烧毁。⑤在焊接过程中，必须将焊件保持较低的层间温度，最好不超过150℃⑥手工电弧焊时，应在焊条说明书规定的电流范围内选择焊接电流。⑦在操作技术上应采用窄焊道技术，焊接时尽量不摆动焊条，在保持良好熔合的前提下，尽可能提高焊接速度。⑧不锈钢罕见焊接后一般不作消除应力处理。通过采用以上焊接工艺，可提高奥氏体不锈钢的焊接质量。

三、奥氏体不锈钢的焊接工艺

①、焊接方法

由于奥氏体不锈钢具有优良的焊接性，几乎所有的熔焊方法和部分压焊方法都可以焊接。但从经济、实用和技术性能方面考虑，最好采用焊条电弧焊、惰性气体保护焊、埋弧焊和等离子焊等。

1. 焊条电弧焊

厚度在2mm以上的不锈钢板仍以焊条电弧焊为主，因为焊条电弧焊热量比较集中，热影响区小，焊接变形小；能适应各种焊接位置与不同板厚工艺要求；所用[wiki]设备[/wiki]简单。但是，焊条电弧焊对清渣要求高，易产生气孔、夹渣等缺陷。合金元素过度系数较小，

与氧亲和力强的元素，如钛、硼、铝等易烧损。

2. 氩弧焊

有钨极弧焊和熔化极氩弧焊两种，是焊接奥氏体不锈钢较为理想的焊接方法。因氩气保护效果好，合金元素过度系数高，焊缝成分易于控制；由于热源较集中，又有氩气冷却作用，其焊接热影响区较窄，晶粒长大倾向小，焊后不需要清渣，可以全位置焊接和[wiki]机械[/wiki]化焊接。缺点是设备较复杂，一般须使用直流弧焊电源，成本较高。

TIG有手工和自动两种，前者较后者熔敷率低些。TIG最适于3mm以下薄板不锈钢焊接，在奥氏体不锈钢压力容器和管道的对接和封底焊等广为应用。对于厚度小于0.5mm的超薄板，要求用10~15A电流焊接，此时电弧不稳，宜用脉冲TIG焊。厚度大于3mm有时须开坡口和采用多层多道焊，通常厚度大于13mm，考虑制造成本，不宜再用TIG焊。3. 等离子弧焊

是焊接厚度在10~12mm以下的奥氏体不锈钢的理想方法。对于0.5mm以下的薄板，采用微束等离子弧焊尤为合适。因为等离子弧热量集中，利用小孔效应技术可以不开坡口，不加填充金属单面焊一次成形，很适合于不锈钢管的纵缝焊接。

②、工艺特点

1.焊接材料的选择

不锈钢及耐热钢用焊材主要有：药皮焊条、埋弧焊丝和焊剂、TIG和MIG实心焊丝以及药芯焊丝。其中由于药芯焊丝具有生产效率高，综合成本低，可自动化焊接等优点，发展最快。

2.焊接工艺要点

⑴合理选择焊接方法不锈钢药芯焊丝电弧焊是焊接不锈钢最理想的焊接方法。但是在选择焊接方法时限于具体条件，可能只能有一种。但必须考虑到质量、效率和生产成本等因素。

⑵控制焊接参数，避免焊接接头厂尚过热现象奥氏体不锈钢导热率小，热量不易散失，一般焊接输入比碳钢低20%~30%。过高热输入会造成焊缝开裂，降低抗腐蚀性，变形严重。此外还应避免交叉焊缝，比严格控制层间温度。

⑶接头设计合理性应给以足够的重视

⑷尽可能控制焊接工艺稳定以保证焊缝金属成分的稳定因为焊缝性能对化学成分的变动有很大的敏感性，为保证焊缝成分的稳定，必须保证熔合比稳定。

⑸控制焊缝成形表面是否光整，是否易产生应力集中，均会影响到接头的工作性能。

⑹防止工件表面的油污奥氏体不锈钢焊缝受到污染，其耐腐蚀会变差。焊前应对工件进行表面清理，去除油污等，焊后也要进行相应的清理。

为了保证奥氏体不锈钢的焊接质量，必须严格遵守技术规程和产品技术要求，并因地制宜，灵活开展工作，全面综合考虑焊接质量，生产效率及经济效益。

参考文献

[1]李亚江主编.焊接冶金学机械工业出版社，2013

[2] 曾乐主编.现代焊接技术手册[M].上海：上海科学技术出版社，1993.

[3] 吴志强主编.现代焊接方法与设备[M].北京：机械工程师进修大学出版，1989

[4]梁芸主编。科学之友-下旬篇[M]。中国设备管理网，2011