奥氏体不锈钢的焊接工艺

奥氏体不锈钢的焊接工艺

奥氏体不锈钢的焊接工艺

一、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[wiki]压力容器[/wiki]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。

焊接工艺参数的选择

焊接时，为保证焊接质量，必须选择合理的工艺参数，所选定的焊接工艺参数总称为焊接工艺规范。例如，手工电弧焊的焊接工艺规范包括：焊接电流、焊条直径、焊接速度、电弧长

度（电压）和多层焊焊接层数等，其中电弧长度和焊接速度一般由操作者在操作中视实际情况自行掌握，其他参数均在焊接前确定。

1．焊条直径

焊条直径根据焊件的厚度和焊接位置来选择。一般，厚焊件用粗焊条，薄焊件用细焊条。立焊、横焊和仰焊的焊条应比平焊细。平焊对接时焊条直径的选择如表4-3所示：表4-3焊条直径的选择（mm）

工件厚度2 3 4～7 8～12 ≥13

焊条直径1.6～2.0 2.5～3.2 3.2～4.0 4.0～5.0 4.0～5.8

2．焊接电流和焊接速度

焊接电流是影响焊接接头质量和生产率的主要因素。电流过大，金属熔化快，熔深大、金属飞溅大，同时易产生烧穿、咬边等缺陷；电流过小，易产生未焊透、夹渣等缺陷，而且生产率低。确定焊接电流时，应考虑到焊条直径、焊件厚度、接头型式、焊接位置等因素，其中主要的是焊条直径。一般，细焊条选小电流，粗焊条选大电流。焊接低碳钢时，焊接电流和焊条直径的关系可由下列经验公式确定：

I=（30～60）d ( 4-3 )

式中：I为焊接电流（A），d为焊条直径（mm）。

焊接速度是指焊条沿焊缝长度方向单位时间移动的距离，它对焊接质量影响很大。焊速过快，易产生焊缝的熔深浅、熔宽小及未焊透等缺陷；焊速过慢，焊缝熔深、熔宽增加，特别是薄件易烧穿。确定焊接电流和焊接速度的一般原则是：在保证焊接质量的前提下，尽量采用较大的焊接电流值，在保证焊透且焊缝成形良好的前提下尽可能快速施焊，以提高生产率。

手工电弧焊重要的工艺及参数

1．焊条直径主要依据焊件的厚度，焊接位置，焊道层数及接头形式来决定。焊接件厚度较大时，选用较大直径焊条。平焊时，可采用较大电流焊接。焊条直径也相应选大。横焊、立焊或仰焊时，因焊接电流比平焊小，焊条直径也相应小些。多层焊的打底焊，用较小直径焊条。最后收焊时可选用较大直径焊条。

焊件厚度与焊条直径推荐值见表（㎜）

焊件厚度1.5～2 2.5 ～3 3.5～4.5 5～8 10～12 ＞13

焊条直径1.6～2 2.5 3.2 3.2～4 4～5 5～6

2.焊接电流焊接电流大小，主要依据焊件厚度、接头型式、焊接位置，依据焊条型号、焊条直径来选择。

立焊、横焊、仰焊时，焊接电流要比平焊电流小10％～20％．不锈钢焊条、合金钢焊条因电阻大，热膨胀系数较高，焊接电流大时，焊条会因发红使药皮脱落，影响焊接质量。在施焊中，焊接电流要相应减小。