316L不锈钢成分性能及焊接工艺
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弧自动焊、气焊等焊接方法进行焊接。 2. 2 焊材选择
316L 奥氏体不锈钢时特殊性能用钢，为满足焊接接头具有相同的性能，应遵 循“等成分”原则选择焊接材料，同时为增强接头抗焊接热裂纹和晶间腐蚀能力， 使接头中出现少量铁素体，应选用 H00Cr19Ni2Mo2 氩弧焊用焊丝，首先，该种焊 材的含碳量低，约为 0. 03 %，碳是造成晶间腐蚀的主要元素，碳含量在 0. 03 % 以下时，能够析出碳的数量较少，碳含量在 0. 03%以上时，能够析出碳的数量迅 速增加。同时碳也是造成焊接热裂纹的主要元素之一。所以,应选用该种含碳量低 的不锈钢焊材。其次,该种焊条含有元素铌,铌与碳的亲和能力比铬强,能够与碳结 合成稳定的碳化物,从而避免在奥氏体晶界造成贫铬,对提高抗晶间腐蚀能力起到 良好的作用。其三,该种焊材含铬量约为 8. 5 %。铬在焊缝中能形成铁素体组织。 因为铬在铁素体中的扩散速度比在奥氏体中快，因此铬在铁素体内较快地向晶界 扩散,减轻了奥氏体晶界的贫铬现象，防止晶间腐蚀的产生。同时,在焊缝中形成 的铁素体和奥氏体双相组织是防止焊接热裂纹的重要措施。当焊缝中有 5 %左右 的铁素体时，便可使奥氏体的晶粒长大受到阻碍，细化了晶粒，使焊缝的杂质均 匀分散，防止杂质的聚集。其四，该种焊条是碱性焊条低氢型药皮。低氢型不锈 钢焊条的抗热裂性较高，有利于防止焊接热裂纹的产生。
分”原则选择焊接材料。同时为增强接头抗热裂纹和晶间腐蚀能力，使接头出现
少量铁素体，选择 HoCr20Ni14Mo3 氩弧焊用焊丝。其成化学分见表 1
表 1 焊丝 HooCr19Ni12Mo 化学成分
C
Si
Mn
P
S
Ni
Cr
Mo
0．012 0．13 1．70 0．019 0．007 13．23 18．72 2．38
316L 不锈钢成分及性能
316L 不锈钢：
在 316 不锈钢的基础上添加 Mo(2~3%) ,优秀的耐点蚀性，高温 蠕变 强度
优秀。
316L 特点：
1）冷轧产品外观光泽度好，漂亮；
2）由于添加 Mo，耐腐蚀性能，特别是耐点蚀性能优秀；
3 ) 高温强度优秀；
4）优秀的加工硬化性（加工后弱磁性）
5）固溶状态无磁性；
2.3 焊接工艺过程 2.3.1 焊前准备
为了避免焊接时碳和杂质混入焊缝，在焊前应将焊缝两侧 20 mm～30 mm 范围内用丙酮擦净；同时应将焊丝用不锈钢丝刷刷掉表面氧化皮，用丙酮擦净。
2.3.2 焊接工艺 焊接工艺主要注意以下几点：
（1）奥氏体不锈钢的突出特点是对过热敏感，故采用小电流、快速焊，焊接 电流应比焊接低碳钢时低 20 %左右，防止晶间腐蚀、热裂纹及焊接变形的产生。
三、焊接参数
奥氏体不锈钢的突出特点是对过热敏感，故采用小电流，快速焊，焊时要严
格控制温度，使温度小于 60℃。具体参数见表 2；
表 2 焊接参数
接头形式 管对接
焊接方法 手工钨极氩弧焊
材料牌号 材料直径 d/mm HoCr20Ni14
2.5 Mo3
焊接电流 I/A
75-80
电弧电压 U/V
10-11
大得多，所以焊后在接头中会产生较大的焊接内应力。 (2) 316L 奥氏体不锈钢的液、固相线的区间较大,结晶时间较长,且奥氏体结晶
的枝晶方向性强,所以杂质偏析现象比较严重。 综上所述，316L 奥氏体不锈钢焊接时比较容易产生焊接热裂纹,包括焊缝的
纵向和横向裂纹、火口裂纹、打底焊的根部裂纹和多层焊的层间裂纹等。 2. 316L 奥氏体不锈钢焊接工艺, 2. 1 焊接方法 316L 奥氏体不锈钢的焊接，即可采用焊条电弧焊,也可采用氩弧焊、埋
焊接速度 V/cm.min
6-8
四、焊接技术要求 (1)手工电弧焊时焊机采用直流反接，氩弧焊时采用直流正接 (2)焊前将工件坡口两侧 25mm 范围内的油污等清理干净，并用丙酮清洗坡
口两侧 25mm 范围。 (3)氩弧焊焊接不锈钢时，背面必须充氩气保护，才能保证背面成型。采用在
管道内局部充氩的方法，流量为 5-14L/min，正面氩气流量为 12-13L/min。 (4)打底焊时，焊缝厚度应该尽量薄，与根部熔合良好。收弧时要成缓坡形。
6）相对 304 不锈钢，价格较高。
316L 适用范围：
常用于纯水、蒸馏水、药品、酱、醋等卫生要求高、介质腐蚀性能强的场合
Hale Waihona Puke Baidu
316L 不锈钢的化学成分含量（%）：
类型
奥氏体
钢号
316 L
C
≤ 0.030
Cr
16.00-18. 00
Ni
12. 00-15.00
316L 不锈钢的力学性能：
316L 化学成分 %
的特性外, 其抗晶界腐蚀性优于 316；另外增加了钼元素,可以显著提高其耐晶间
腐蚀、
氧化物应力腐蚀的能力,以及减少焊接时的热裂倾向性.还有良好的耐氯化物
腐蚀的性能。
316L 不锈钢的焊接
通过对 316L 奥氏体不锈钢的性能和焊接性的分析，制定了合理的焊接工艺， 包括焊条、焊丝选择、焊接工艺参数、焊后处理等技术措施，确保了焊接质量。
如有收 弧缩孔，应该用磨光机磨掉。必须在坡口内引弧熄弧，熄弧时应该填漫 弧坑，防止弧坑裂纹。
(5)由于该不锈钢是奥氏体不锈钢，为防止炭化物析出敏化及晶间腐蚀，应该 严格控 制层间温度和焊后冷却速度。要求焊接时层间温度控制在 60℃以下，焊 后必须立即水冷，同时采用分段焊接。这种对称分散的焊接顺序，既可以增大接 头的冷却 速度，又可以减小焊接应力。
一、焊接方法：
根据不锈钢的特点，尽可能减少热输入量，故采用手工电弧焊，氩弧焊两种
方法。d> φ159mm 的采用氩弧焊打底，手工电弧焊盖面；d<φ159mm 的采用氩
弧焊。焊机采用手工电弧焊/氩弧焊两用 WS7-400 逆变式弧焊机。
二、焊接材料
奥氏体不锈钢是特殊性能用钢，为满足接头具有相同性能，应该遵循“等成
(2)为了保证电弧稳定燃烧,手工电弧焊焊焊机采用直流反接法；氩弧焊采用 直流正接。
(3)氩弧焊打底时，焊缝厚度尽量薄，与根部熔合良好，收弧时要成缓坡型， 如有收弧缩孔，应用 磨光机磨掉，管道内部必须充满氩气保护，保证底部成形； 手弧焊采用短弧焊,收弧要慢,填满弧坑，防止弧坑裂纹。
(4)焊后可采取强制冷却。 2.3.3 焊后处理
(1)表面处理，不锈钢焊件表面如有刻痕、凹痕、粗糙点和污点等,会加快腐 蚀。如将不锈钢表面抛光，就能提高其抗腐蚀的能力。表面粗糙度越细，抗腐蚀 性能就越好。
(2)钝化处理是在不锈钢的表面人工的形成一层氧化膜，以增加其耐腐蚀性。 经钝化处理后的不锈钢，外表呈银白色，具有较高的耐腐蚀性。
316L 不锈钢管道焊接工艺
Mn P S
Mo
Si Cu N 其它
≤
≤≤
≤
2.00-3 .00
__ _
2.00 0.035 0.030
1. 00
屈服强度（N/mm2）≥480
抗拉强度延伸率（%）≥40
硬度 HB≤187 HRB≤90 HV≤200
密度 7.87 g·cm-3
比热 c(20℃)0.502 J·(g·C)-1
热导率λ/W(m·℃)-1 (在下列温度/℃)
不锈钢是功能性材料，也是现代结构材料。以其高蚀性（氧化性酸、有机酸、 气蚀）、易成形性、高强度和易切削加工等性能而成为重要的钢铁材料。
1．奥氏体不锈钢的性能和焊接性分析 316L 奥氏体不锈钢的性能 316L 奥氏体不锈钢热导率低、线膨胀系数大，无磁性；抗拉强度≥
550N/mm2， 屈服强度≥480N/mm2 焊接性分析 1. 焊接裂纹 (1) 316L 奥氏体不锈钢的导热系数大约只有低碳钢的一半，而线膨胀系数却
100
300
500
15.1 18.4 20.9
线胀系数α/(10-6/℃) (在下列温度间/℃)
20～100 20～200 20～300 20～400 20～500
16.0 17.0 17.5
17.8
18.0
电阻率 0.71 Ω·mm2·m-1
熔点 1371～1398℃
316L，国标 00Cr17Ni14Mo2,作为 316 钢种的低 C 系列,除与 316 钢的有相同
316L 奥氏体不锈钢时特殊性能用钢，为满足焊接接头具有相同的性能，应遵 循“等成分”原则选择焊接材料，同时为增强接头抗焊接热裂纹和晶间腐蚀能力， 使接头中出现少量铁素体，应选用 H00Cr19Ni2Mo2 氩弧焊用焊丝，首先，该种焊 材的含碳量低，约为 0. 03 %，碳是造成晶间腐蚀的主要元素，碳含量在 0. 03 % 以下时，能够析出碳的数量较少，碳含量在 0. 03%以上时，能够析出碳的数量迅 速增加。同时碳也是造成焊接热裂纹的主要元素之一。所以,应选用该种含碳量低 的不锈钢焊材。其次,该种焊条含有元素铌,铌与碳的亲和能力比铬强,能够与碳结 合成稳定的碳化物,从而避免在奥氏体晶界造成贫铬,对提高抗晶间腐蚀能力起到 良好的作用。其三,该种焊材含铬量约为 8. 5 %。铬在焊缝中能形成铁素体组织。 因为铬在铁素体中的扩散速度比在奥氏体中快，因此铬在铁素体内较快地向晶界 扩散,减轻了奥氏体晶界的贫铬现象，防止晶间腐蚀的产生。同时,在焊缝中形成 的铁素体和奥氏体双相组织是防止焊接热裂纹的重要措施。当焊缝中有 5 %左右 的铁素体时，便可使奥氏体的晶粒长大受到阻碍，细化了晶粒，使焊缝的杂质均 匀分散，防止杂质的聚集。其四，该种焊条是碱性焊条低氢型药皮。低氢型不锈 钢焊条的抗热裂性较高，有利于防止焊接热裂纹的产生。
分”原则选择焊接材料。同时为增强接头抗热裂纹和晶间腐蚀能力，使接头出现
少量铁素体，选择 HoCr20Ni14Mo3 氩弧焊用焊丝。其成化学分见表 1
表 1 焊丝 HooCr19Ni12Mo 化学成分
C
Si
Mn
P
S
Ni
Cr
Mo
0．012 0．13 1．70 0．019 0．007 13．23 18．72 2．38
316L 不锈钢成分及性能
316L 不锈钢：
在 316 不锈钢的基础上添加 Mo(2~3%) ,优秀的耐点蚀性，高温 蠕变 强度
优秀。
316L 特点：
1）冷轧产品外观光泽度好，漂亮；
2）由于添加 Mo，耐腐蚀性能，特别是耐点蚀性能优秀；
3 ) 高温强度优秀；
4）优秀的加工硬化性（加工后弱磁性）
5）固溶状态无磁性；
2.3 焊接工艺过程 2.3.1 焊前准备
为了避免焊接时碳和杂质混入焊缝，在焊前应将焊缝两侧 20 mm～30 mm 范围内用丙酮擦净；同时应将焊丝用不锈钢丝刷刷掉表面氧化皮，用丙酮擦净。
2.3.2 焊接工艺 焊接工艺主要注意以下几点：
（1）奥氏体不锈钢的突出特点是对过热敏感，故采用小电流、快速焊，焊接 电流应比焊接低碳钢时低 20 %左右，防止晶间腐蚀、热裂纹及焊接变形的产生。
三、焊接参数
奥氏体不锈钢的突出特点是对过热敏感，故采用小电流，快速焊，焊时要严
格控制温度，使温度小于 60℃。具体参数见表 2；
表 2 焊接参数
接头形式 管对接
焊接方法 手工钨极氩弧焊
材料牌号 材料直径 d/mm HoCr20Ni14
2.5 Mo3
焊接电流 I/A
75-80
电弧电压 U/V
10-11
大得多，所以焊后在接头中会产生较大的焊接内应力。 (2) 316L 奥氏体不锈钢的液、固相线的区间较大,结晶时间较长,且奥氏体结晶
的枝晶方向性强,所以杂质偏析现象比较严重。 综上所述，316L 奥氏体不锈钢焊接时比较容易产生焊接热裂纹,包括焊缝的
纵向和横向裂纹、火口裂纹、打底焊的根部裂纹和多层焊的层间裂纹等。 2. 316L 奥氏体不锈钢焊接工艺, 2. 1 焊接方法 316L 奥氏体不锈钢的焊接，即可采用焊条电弧焊,也可采用氩弧焊、埋
焊接速度 V/cm.min
6-8
四、焊接技术要求 (1)手工电弧焊时焊机采用直流反接，氩弧焊时采用直流正接 (2)焊前将工件坡口两侧 25mm 范围内的油污等清理干净，并用丙酮清洗坡
口两侧 25mm 范围。 (3)氩弧焊焊接不锈钢时，背面必须充氩气保护，才能保证背面成型。采用在
管道内局部充氩的方法，流量为 5-14L/min，正面氩气流量为 12-13L/min。 (4)打底焊时，焊缝厚度应该尽量薄，与根部熔合良好。收弧时要成缓坡形。
6）相对 304 不锈钢，价格较高。
316L 适用范围：
常用于纯水、蒸馏水、药品、酱、醋等卫生要求高、介质腐蚀性能强的场合
Hale Waihona Puke Baidu
316L 不锈钢的化学成分含量（%）：
类型
奥氏体
钢号
316 L
C
≤ 0.030
Cr
16.00-18. 00
Ni
12. 00-15.00
316L 不锈钢的力学性能：
316L 化学成分 %
的特性外, 其抗晶界腐蚀性优于 316；另外增加了钼元素,可以显著提高其耐晶间
腐蚀、
氧化物应力腐蚀的能力,以及减少焊接时的热裂倾向性.还有良好的耐氯化物
腐蚀的性能。
316L 不锈钢的焊接
通过对 316L 奥氏体不锈钢的性能和焊接性的分析，制定了合理的焊接工艺， 包括焊条、焊丝选择、焊接工艺参数、焊后处理等技术措施，确保了焊接质量。
如有收 弧缩孔，应该用磨光机磨掉。必须在坡口内引弧熄弧，熄弧时应该填漫 弧坑，防止弧坑裂纹。
(5)由于该不锈钢是奥氏体不锈钢，为防止炭化物析出敏化及晶间腐蚀，应该 严格控 制层间温度和焊后冷却速度。要求焊接时层间温度控制在 60℃以下，焊 后必须立即水冷，同时采用分段焊接。这种对称分散的焊接顺序，既可以增大接 头的冷却 速度，又可以减小焊接应力。
一、焊接方法：
根据不锈钢的特点，尽可能减少热输入量，故采用手工电弧焊，氩弧焊两种
方法。d> φ159mm 的采用氩弧焊打底，手工电弧焊盖面；d<φ159mm 的采用氩
弧焊。焊机采用手工电弧焊/氩弧焊两用 WS7-400 逆变式弧焊机。
二、焊接材料
奥氏体不锈钢是特殊性能用钢，为满足接头具有相同性能，应该遵循“等成
(2)为了保证电弧稳定燃烧,手工电弧焊焊焊机采用直流反接法；氩弧焊采用 直流正接。
(3)氩弧焊打底时，焊缝厚度尽量薄，与根部熔合良好，收弧时要成缓坡型， 如有收弧缩孔，应用 磨光机磨掉，管道内部必须充满氩气保护，保证底部成形； 手弧焊采用短弧焊,收弧要慢,填满弧坑，防止弧坑裂纹。
(4)焊后可采取强制冷却。 2.3.3 焊后处理
(1)表面处理，不锈钢焊件表面如有刻痕、凹痕、粗糙点和污点等,会加快腐 蚀。如将不锈钢表面抛光，就能提高其抗腐蚀的能力。表面粗糙度越细，抗腐蚀 性能就越好。
(2)钝化处理是在不锈钢的表面人工的形成一层氧化膜，以增加其耐腐蚀性。 经钝化处理后的不锈钢，外表呈银白色，具有较高的耐腐蚀性。
316L 不锈钢管道焊接工艺
Mn P S
Mo
Si Cu N 其它
≤
≤≤
≤
2.00-3 .00
__ _
2.00 0.035 0.030
1. 00
屈服强度（N/mm2）≥480
抗拉强度延伸率（%）≥40
硬度 HB≤187 HRB≤90 HV≤200
密度 7.87 g·cm-3
比热 c(20℃)0.502 J·(g·C)-1
热导率λ/W(m·℃)-1 (在下列温度/℃)
不锈钢是功能性材料，也是现代结构材料。以其高蚀性（氧化性酸、有机酸、 气蚀）、易成形性、高强度和易切削加工等性能而成为重要的钢铁材料。
1．奥氏体不锈钢的性能和焊接性分析 316L 奥氏体不锈钢的性能 316L 奥氏体不锈钢热导率低、线膨胀系数大，无磁性；抗拉强度≥
550N/mm2， 屈服强度≥480N/mm2 焊接性分析 1. 焊接裂纹 (1) 316L 奥氏体不锈钢的导热系数大约只有低碳钢的一半，而线膨胀系数却
100
300
500
15.1 18.4 20.9
线胀系数α/(10-6/℃) (在下列温度间/℃)
20～100 20～200 20～300 20～400 20～500
16.0 17.0 17.5
17.8
18.0
电阻率 0.71 Ω·mm2·m-1
熔点 1371～1398℃
316L，国标 00Cr17Ni14Mo2,作为 316 钢种的低 C 系列,除与 316 钢的有相同