不锈钢焊接范文

不锈钢焊接篇1

关键词： 焊接性能；焊接方法；焊接工艺评定；焊接工艺

中图分类号：TG457.11 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1210122－01

1 06Cr19Ni10的焊接性分析

对于什么是焊接性，GB/T3375-94《焊接术语》中注明：“材料在限定的施工条件下，焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力”。它包括两方面的内容：其一是焊成的构件符合设计要求；其二是满足预定的使用条件，能够安全运行。

根据讨论问题的着眼点不同，焊接性可分为：1）工艺焊接性；2）使用焊接性。

影响焊接性的因素主要有以下几点：1）材料因素；2）焊接方法；3）构件类型；4）使用要求。

金属的焊接性与材料成分、焊接方法、构件类型、使用要求都有密切的关系，所以不应脱离这些因素而单纯的从材料本身的性能来评价焊接性。从上述分析可以看出，很难找出一项技术指标可以概括焊接性，只有通过综合多方面的因素才能分析焊接性问题。

分析金属的焊接性我们在不要求做非常准确的情况下我们可以根据碳当量、材料的化学性能、材料的物理性能来判断，如果要求需要很准确的话我们可以通过焊接性试验来判定。06Cr19Ni10的焊接性能我们就从这方面来判定：

1）06Cr19Ni10属于奥氏体不锈钢，其组织为奥氏体（A）加3-5％铁素体（F）。它具有良好的塑性和高温、低温性能。它在焊接热循环的作用下，主要显示出以下基本要求：① 焊接过程中采用小的线能量输入，减小热影响区范围，加快焊缝及热影响区的冷却速度对不锈钢的焊接是有益的。② 用06Cr19Ni10焊接时导热系数小，存在过热区，也容易造成热影响区的晶粒长大。焊缝高温停留时间过长，在高温状态下Cr和C形成化合物，在高温区就形成了贫铬层，也会导致焊缝的枝晶倾向加剧。因此要求尽量选择线能觉输入较小的焊接方法。③ 由于导热系数小而线膨胀系数大，自由焊态下焊接易产生较大的变形，选用能量集中，热影响区窄的焊接方法能在一定程度上减少焊接变形。

2）06Cr19Ni10的含碳量很小，在加上它属于高合金钢碳当量法对它焊接性能的估算是不怎么准确的。因此我们不用碳当量对它的焊接性进行分析。

3）06Cr19Ni10属于奥氏体不锈钢，这类钢有具有交高的变形能力并不可淬硬，而且它的含碳量又很底，所以总的来说焊接性还是不错的。但是由于热导率低，热膨胀系数大，局部加热时温度分布不均匀，收缩量大等都将使接头在焊接过程中产生交大的内应力。在焊接的时候应该注意这方面的问题，焊接时尽量避免或减少这种受热不均显现的发生，焊接的速度也应该适当的快点。

上面我们已经从它的化学成分和物理性能对06Cr19Ni10的焊接性能进行了分析，但是根据这些判断出的焊接性是不够准确的，我们需要准确的判断它的焊接性我们就必须通过焊接性试验来完成。焊接性的试验是很多的，我在这里就用斜Y型坡口焊接裂纹试验方法。

2 选择焊接方法

焊接奥氏体不锈钢的方法有很多，埋弧焊、焊条电弧焊、CO2不锈钢药芯焊丝电弧焊等。

1）手工电弧焊由于其操作灵活、方便，设备投资少，因而被广泛用于奥氏体不锈钢结构的生产中这也是一种典型的、传统焊接方法。

2）不锈钢埋弧焊大多使用在不锈钢筒体的环缝和纵缝。通常是开X型坡口，先焊内焊缝，然后反面砂轮打磨（甚至气刨）。随后焊正面，存在问题有：① 对母材损伤较大，对腐蚀性能不利、影响美观。② 埋弧不锈钢焊丝品种少，质量较差，配用的260和431、350焊剂，往往使焊后缝残留有横向熔渣。焊工需要用砂轮打磨。③ 因而不锈钢埋弧焊接效率低、成本高、质量粗糙。

3）CO2不锈钢药芯焊丝电弧焊。采用CO2气保护不锈钢药芯焊丝焊接不锈钢是近二三十年的事。该方法使用常规CO2焊机或MIG焊机，采用100%CO2或80%Ar+20%O2作为保护气体，和普通结构钢实心焊丝焊接相似，即可得到美观的焊缝。在3种方法中，CO2保护不锈钢药芯焊丝有取代前两种焊接方法的趋势。这三种焊接方法的对比，见下表。

不锈钢手工电弧焊、MIG实心焊丝和CO2气保护不锈钢药芯焊丝电弧焊的对比

从上面的数据分析手工电弧焊接将会渐渐被CO2气体保护焊接所替代，但是目前这个阶段手工电弧焊接应用还是很普遍的！从分析可以看出目前不锈钢的焊接性是很好的，使用也是越来越广泛的。对于这种不锈钢的焊接技术也越来越成熟起来，但在目前这个阶段我们应用最广泛的还是手工电弧焊。

3 06Cr19Ni10焊接工艺

编制的焊接工艺是否合适需要经过焊接工艺评定验证，焊接工艺评定合格后的焊接工艺才能指导生产。现以我厂的焊接工艺评定为例，简要说明06Cr19Ni10焊条电弧焊焊接工艺编制。

先编制焊接工艺指导书（WPS1103），然后制备试板，板材的规格是6×150×300mm两块（06Cr19Ni10）。

采用焊接方法是手工电弧焊

焊材型号E308-16 牌号A102，规格¢3.2mm

坡口形式是V型

焊接参数是电流：90-120A，电压20-24V，速度15-20cm/min

正面2层SMAW A102 3.2mm 反接90-110 18.5-20 15-18

背面清根1层SMAW A102 3.2mm 反接100-120 20-22 18-20

焊接工艺评定指导书和焊接工艺评定格式按JB4708-2000推荐格式，然后按要求进行试板外观检验、无损检测、截取试样进行力学性能试验，评定各样合格后出焊接工艺评定报告（PQR1103），这样评定合格的焊接工艺就可以指导生产。

参考文献：

[1]崔出，《不锈钢焊接冶金》，钢铁材料及有色金属材料，机械工业出版社.

[2]《承压设备用不锈钢钢板及钢带》GB24511-2009.

[3]《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-2000.

不锈钢焊接篇2

关键词：TIG焊 MAG焊 混合气体

以材质为1Cr18Ni9Ti的不锈钢管件（规格为φ133mm×11mm）为例，采用钨极氩弧（TIG）焊打底，用混合气体（Ar+CO2）保护焊填充及盖面。

一、焊接前的准备工作

清理坡口，清理油污、污物，焊缝周围10mm内修磨削；

采用双面坡口，坡口角度为60°，挫钝边为0.5mm，装配间隙为3～4mm；

管内充氩气保护；

定位焊采用刚性固定法，但必须注意定位焊质量。

二、TIG焊的焊接工艺参数措施

钨极选用φ2.5mm，端部为圆锥形，伸出长度为4～6mm；喷嘴的直径选用φ12mm，电流采用直流正接；焊丝TCS-308L、直径2.5mm、电流80～90A、气体流量5～15L/min。

三、TIG焊的具体的操作方法

第一，先将管内空气置换干净，再进行焊接，提前5～10s送气，引弧后先不加焊丝，待根部熔带形成熔池后，即可填丝焊接。为使背面成型良好，在仰焊部位采用内填丝法焊接，即焊丝要顺着坡口沿管子切点送到熔池前端，熔化金属应送至坡口根部。为防止始焊处产生裂纹，始焊速度要慢些，并多填焊丝，电弧可以作横向摆动。注意：两边稍作停留，焊丝均匀地、断续地送进熔池，向前施焊要均匀。

第二，在送丝过程中，焊丝不能与钨极接触，焊丝端部不得抽离保护区，以避免氧化影响质量。在送丝时不要扰乱氩气气流，停至焊接位置时要注意氩气保护熔池。

第三，在焊接后半周时，电弧要先熔化前半圈仰焊的部位，待出现熔孔时再送给焊丝，前两滴可以多给点焊丝，防止接头内凹，然后进行正常焊接。

第四，收尾处的焊缝要打磨出斜坡，到斜坡时暂停送丝，用电弧把斜坡处击穿形成熔孔，最后收尾。注意在焊到后半圈快结束时，应减小管内气体流量，以防止因气压过大而影响焊缝成型。

四、TIG焊的常见焊接缺陷

1.夹渣或夹钨

当钨极与熔池相碰后，高温的钨极断裂，容易夹在焊缝中造成夹钨。在焊接时，若焊丝端头在高温过程中脱离了氩气保护区，易形成夹渣。

2.产生未焊透现象

当焊接电流较小、焊件根部间隙较小、焊接速度过快时，会产生未焊透的焊接缺陷。

五、MAG焊的焊接工艺参数选择

1.MAG焊的焊接参数

焊枪的瓷嘴直径为20mm，瓷嘴至焊件距离10mm左右，层间温度≤150℃，电源采用直流反接。

2.MAG焊的其他工艺参数

焊丝：KMS-308、焊丝直径1.0mm、焊接电流100～110A、电弧电压17～19V、气体流量5～15L/min。

六、MAG焊的具体操作方法

一是在焊前要对焊枪喷嘴、导电嘴进行清理，检查气体流量，对打底层的焊缝表面进行清理，焊接时要控制层间温度，焊前要调试电流与电弧电压的匹配。

二是调整好焊接工艺参数，提前5～10s送气，按逆时针方向先焊前半圈。焊枪与管子轴线保持垂直，焊接时采用小月牙形摆动，中间速度稍快，两侧稍作停留稳弧，填充焊缝低于母材表面2～3mm，填充焊时，不得熔化坡口棱边，以有利于盖面层焊接。在进行后半圈焊接时，要把接头磨成斜坡，防止产生缺陷。在盖面焊接时，摆动到焊缝两边时稍作停留，以保证熔池母材的熔合。在收弧时要填满弧坑，并注意气体对熔池的保护。

三是在盖面焊接时，焊丝伸出枪嘴的长度，会影响电弧的稳定性，所以焊丝伸出枪嘴的长度控制在15～20mm。如果焊丝过长，使焊接过程不稳定，会造成焊缝成型不良。如果焊丝过短，易造成飞溅物粘住喷嘴，从而影响气体流量。

七、常见缺陷的原因及预防

1.焊缝成型不良的预防

在焊接操作时应采用正确的焊接手法，随时调整焊枪角度，焊枪摆动幅度和频率要相适应，并注意两侧停留时间要稍长，喷嘴至焊件距离要保持一致。此外，在选用了75%Ar+25%CO2混合气体之后，对焊缝成型有了很大的改善。

2.金属氧化现象的原因及预防

MAG焊的线能量大，焊缝层间的温度较高，再加上焊丝的表面有氧化物，会导致金属氧化。所以，焊前的清理工作和在焊接时控制好层间温度是防止氧化的较好方法。

参考文献：

[1]王长忠.焊工工艺与技能训练[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2006.

不锈钢焊接篇3

关键词：奥氏体不锈钢 压力容器 防治措施 焊接工艺

前言

不锈钢在航空、石油、化工和原子能等工业中得到日益广泛的应用，不锈钢按化学成分分为铬不锈钢、铬镍不锈钢，按组织分为铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢和奥氏体-铁素体双相不锈钢。在不锈钢中，奥氏体不锈钢比其他不锈钢具有更优良的耐腐蚀性；强度较低，而塑性、韧性极好；焊接性能良好，其主要用作化工容器、设备和零件等，它是目前工业上应用最广的不锈钢。虽然奥氏体不锈钢有诸多优点，但是若焊接工艺不正确或焊接材料选用不当，会产生很多缺陷，最终影响使用性能。

奥氏体型不锈钢的焊接工艺

GB150-2011《压力容器》标准认可的奥氏体不锈钢分18Cr-9Ni型和18Cr12Ni-Mo型两大类，主要钢种有S30408、S30403、S32168、S31608、S31708和S31703。

总之，奥氏体不锈钢具有良好的焊接性，在焊接过程中，焊缝金属和热影响区不发生二次相变，通常焊前无需预热，焊后可不作热处理。但在拟定焊接工艺时，也要考虑下列不利因素：

（1）热膨胀系数大 奥氏体不锈钢的热膨胀系数比碳钢大50%～60%，导致焊接接头的变形增大，特别是薄板焊接时必须采取相应的工艺措施，以防止焊接变形。厚板接头焊接时应注意降低焊接残余应力。

（2）热导率低 奥氏体不锈钢的热导率约为碳钢的一半，使焊接热量不易散失，加剧了热影响区的过热，促使晶粒长大，并扩大了敏化温度区间，降低了接头的耐蚀性。为减少这种不利的影响，可采用水冷钢垫板，以及焊缝背面喷水冷却的办法加快焊接区的冷却速度。

对于不锈钢压力容器焊接来说，其最重要的是保证焊接接头的耐蚀性。奥氏体不锈钢在500-800℃的温度范围内加热时，过饱和固溶的碳向晶料间界的扩散比铬的扩散的快，在晶界附近和铬结合成碳化铬沿晶界的沉淀，这种现象称为敏化。在敏化过程中，铬在晶界与碳结合成碳化铬，促使晶界附近区贫铬而降低了这些区域的耐蚀性，其严重的程度与不锈钢本身的碳含量直接有关。大量的试验数据证明，当不锈钢的w（C）低于0.03%以下或更低时，在常规生产条件下焊接的接头一般不会出现这种敏化现象。因此，选用超低碳不锈钢母材和相应的焊接材料是保证焊接接头耐蚀性的最有效的方法之一。

采用稳定型不锈钢也是保证焊接接头耐蚀性的有效措施。在这些不锈钢中，除了有足够含量的铬、镍合金元素之外，还加入了稳定碳化物的元素，如铌、钽和钛等。这些合金元素与碳的亲和力比铬高得多。铌和钛比铬更早形成碳化物而沉淀，夺取了可能与铬化合的碳，从而使奥氏体晶粒内保留了足够数量的铬，保持了不锈钢原有的耐蚀性。

但必须指出，在稳定型不锈钢焊接接头中，在一些不利条件的共同作用下，在近缝区可能产生敏化现象而形成腐蚀带。这种腐蚀形式由于形似发刀刃，故称为刀状腐蚀。它是稳定型不锈钢焊接接头有的腐蚀现象。为消除这种敏化现象，焊后必须作稳定化热处理。

根据上述奥氏体不锈钢的焊接特点，这类钢可采用各种传统的弧焊方法进行焊接，其中包括焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、钨极氩弧焊，等离子弧焊和埋弧焊等。同时应当优先采用焊接热输入低的焊接方法和焊接变形量小的特种焊接工艺，如窄间隙氩弧焊和窄间隙熔化极气体保护焊等。

奥氏体不锈钢焊接工艺要点分述：

1）焊前准备必须将可能使焊缝金属增碳的各种污染物消除掉。焊接坡口面及两侧20mm范围内应用丙酮和酒精脱脂去水。不得用碳钢钢丝刷清理坡口和焊缝表面。清渣和修速表面应用砂轮、研磨带和不锈钢丝刷等。

2）焊条必须存放在干净的库房内。使用前应按焊条药皮类型在规定的温度范围内烘，使用时应将焊条放在焊条筒内。焊条保管工和焊工必须戴干净手套搬运和领取焊条。埋弧焊和气体保护焊用焊丝，使用前应用丙酮擦净焊丝表面。

3）采用焊条电弧焊焊接不锈钢薄板焊件时，可选用氧化钛型焊条，其电弧燃烧稳定，焊缝成形美观。

4）对于立焊和仰焊位置的焊接，推荐采用氧化钙型焊条。其熔渣凝固较快，对焊接熔池可起一定的支托作用。

5）气体保护焊和埋弧焊时，应选用铬、锰含量比母材高的焊丝，以补偿焊接过程中合金元素的烧损。在不锈钢厚板接头的焊接中，为使焊缝金属具有较高的抗裂性，宜采用钼和硅含量较高的不锈钢丝。

6）在焊接耐蚀性要求较高的稳定型不锈钢时，应采用铌合金化的不锈钢焊条和焊丝，不宜采用钛合金化的焊条和焊丝。此外，还应注意焊条中的铌都是通过药皮过渡到焊缝金属中的，因此不应使用药皮脱落或开裂的焊条。

7）在焊接过程中必须将焊件保持较低的层间温度，最高不应超过150℃。焊接不锈钢厚板接头时，为加快焊缝的冷却，可多焊缝背面喷冷却水，或用压缩空气吹焊缝表面，但必须注意层间清理，心止压缩空气中的水分污染焊接区。

8）焊条电弧焊时，应在焊条说明书规定的电流范围内选择焊接电流。由于不锈钢的比电阻较大，靠近夹持端的一段焊条会受电阻热的作用而发红，焊条的后半段熔化速度加快面焊缝的熔深减小，焊接时会造成未熔合和浮焊等缺陷。虽然目前在市场上已出售耐发红的不锈钢焊条，但焊条药皮类型局限于氧化钛型。

10）在操作技术上要求采用窄焊道技术，焊接时尽量不摆动焊条或焊枪，在保证层间熔合良好的前提下，尽可能提高焊接速度。

11）奥氏体不锈钢焊件焊后一般可不作消除应力处理。虽然在不锈钢焊接接头中也存在较高的残余应力，但由于接头各区在焊后状态具有良好的塑性和韧性，使残余应力的有害影响显著减小。更重要的是消除应力处理的温度范围正好处于不锈钢的敏化温度区，消除应力处理可能反而会导致耐蚀性的降低，因此，不锈钢焊件的焊后热处理不仅是为了消除接头的残余应力，而且还应同时提高接头的耐蚀性，满足这种要求的热处理方法只有固溶处理，即水淬和稳定化处理，即所谓的“免疫处理”。

对于大型焊件来说，稳定化处理更为适用。这种热处理即能降低接头的残余应力，又可消除碳化铬沿晶界的沉淀。稳定化处理是将焊件在700～870℃温度下加热，保温足够长的时间，一般为4～5min/mm，使铬扩大散到晶界附近的贫铬区，保温结束后以缓慢的速度冷却。稳定化处理后，接头的残余应力约可消除85%。

结论

综上所述，奥氏体不锈钢的焊接是有其独特特点的，奥氏体不锈钢在焊接时焊条选用尤其值得注意，通过长时间的实践证明，采用上述措施能达到针对不同材料实施不同的焊接方法和不同材料的焊条，不锈钢焊条必须根据母材和工作条件（包括工作温度和接触介质等）来选用。它对我们有很好的指导意义，这样才有可能能达到所预期的焊接质量。

参考文献

[1] 陈祝年；焊接工程师手册；机械工业出版社；2002年

[2] 李智诚，朱中平，薛剑峰；世界物资出版社[M]；1995年

[3] 贺治平等；不锈钢容器的埋弧自动焊工艺[J]；焊接；1992年11期

不锈钢焊接篇4

【关键词】1.4362双相不锈钢；焊接；工艺原理

双相不锈钢是微观组织是由铁素体相和奥氏体相二组成的材料，其金相组织为铁素体（F，α相）+奥氏体（A，γ相，）是一类集优良的耐腐蚀性、高强度和易于加工制造等诸多优异性能于一身的钢种，具有优异的抗应力腐蚀性能（SCC），很高的耐酸腐蚀性能；某国外纸浆厂连蒸器筒体材料为1.4362双相不锈钢（METRO美卓公司按EN10028-7供货），厚度下封头为24mm，其余为17、16、15mm，裙座材料为SA516-70，厚度为25mm，在现场需要进行1.4362双相不锈钢焊接和1.4362双相不锈钢与SA516-70低合金钢异种金属焊接，设备属压力容器，按欧标（EN13445）制造和验收。

1.焊接主要施工难点

（1）1.4362双相不锈钢应用比例不超过双相不锈钢总用量的7%，可供的焊接方法和焊接工艺参考的文献少。

（2）焊接过程控制难，必须保证焊接接头在焊接热循环结束后，焊缝金属和热影响区均保持有适量的铁素体和奥氏体组织（α/γ相的比例），避免焊接热影响区耐腐蚀性降低、韧性损失或焊后开裂。

（3）1.4362双相不锈钢热膨胀系数比用SA516-70低合金钢大，焊接时热变形大，焊接变形控制难。

2.施工现场的相应措施

（1）根据当地市场实际，考虑国外施工的实际困难和成本，选择焊条手工电弧焊，在现场完成焊接工艺评定试验，加强焊工培训、考核和焊接过程控制，保证焊接质量。

（2）考虑焊接时1.4362双相不锈钢和SA516-70低合金钢热变形差别、高温天气和日照对塔体焊接变形的影响等因素，制定并实施筒体测量和焊接变形控制措施，及时调整焊接顺序，实时监控焊接变形，保证筒体的几何尺寸。

3.焊接工艺原理

根据1.4362双相不锈钢的化学成分，计算其铬、镍当量，按照舍夫勒图（图3.1）可确定1.4362双相不锈钢金相组织为40%的铁素体（F）+60%的奥氏体（A）。

3.1 1.4362双相不锈钢的焊接

（图中a：1.4362，b：E2209-17，c：SA516-70，d：E309L-15）

图3.1 舍夫勒图

3.1.1通过控制焊接工艺参数（焊接线能量）和层间温度，保证焊接热影响区（红热区）在固态相变以上的温度总停留时间最短，实现以下目的

①减少焊接热影响区中从熔合区到发生固态相变的区域的晶粒长大区域，控制该区域的铁素体量，降低该区域的腐蚀倾向和氢致裂纹（脆化）的敏感性。

②减少焊接热影响区中700～950℃区域，抑制σ相析出，防止因σ相析出形成脆性区造成双相不锈钢焊接热影响区严重脆化和局部耐腐蚀性能下降。

③防止焊接热影响区中铁素体在300-525℃之间产生475℃脆化。

④控制焊接接头冷却速度，保证在焊接热循环结束后，焊缝金属和热影响区均保持有适量的铁素体和奥氏体组织（α/γ相的比例），避免焊缝和焊接热影响区耐腐蚀性降低、韧性损失或焊后开裂。

3.1.2通过合理选择填充材料和焊接坡口形式，控制焊缝金属中铁素体和奥氏体的比例

①按照舍夫勒图选择γ相形成元素Ni、N含量较高的焊条E2209-17（符合WSA5.9-93）作为填充金属，以提高γ相的比例。E2209-17在按照舍夫勒图中的位置在b点，由图可看出焊缝铁素体含量18%-40%（ab连线上由熔合比确定的具体点，通过改变坡口角度可调节熔合比从而改变焊缝的焊缝铁素体含量，坡口角度增加，熔合比增加，焊缝的铁素体含量减少）。

②坡口形式。

坡口角度以 60°-70°为宜，以保证焊缝有较高的填充金属熔合比，减少焊接过程中发生的合金元素烧损的影响，保证焊缝的铁素体含量。x型坡口，间隙1.5-3，钝边1-3mm，坡口形式将根据焊缝具置，考虑方便组装焊接操作，既保证焊缝的熔合比、焊缝焊透，又能够减少变形的原则进行。

3.1.3严格控制氢的来源，焊接前把坡口及其边缘清理干净，焊条烘干，防止因双相不锈钢金相组织中40%的铁素体的存在可能导致焊缝和热影响区产生氢致冷裂纹

3.1.4焊接工艺参数、焊接工艺工艺试验、焊接工艺评定报告和焊接接头的焊接工艺指导书

①焊接前不预热，层间温度低于150℃，因天气原因焊接前加热除湿，温度不超过层间温度。

②按照焊接线能量在0.5-2.0KJ/mm范围选择焊接电流、电压和焊接速度，编制焊接工艺指导书，进行焊接工艺试验并评定合格，按照评定合格的焊接工艺评定报告编制具体焊接接头的焊接工艺指导书。

3.2 1.4362双相不锈钢和SA516-70异种钢焊接

3.2.1 1.4362双相不锈钢和SA516-70异种钢焊接时易产生冷裂纹

①SA516-70钢在舍夫勒图中位于C点，组织为铁素体+珠光体（A+P），焊接控制不当SA516-70钢焊接热影响区可能会出现铁素体+马氏体（A+M）组织，在焊接应力的作用下产生冷裂纹。

②SA516-70钢含碳量高，不含Cr、Mo、Ni；1.4362双相不锈钢含碳量低，含Cr、Mo、Ni。1.4362双相不锈钢和SA516-70异种钢焊接时，焊接熔池中SA516-70钢一侧焊碳高，1.4362双相不锈钢一侧含Cr、Mo、Ni等合金元素含量高，由于焊接接头冷却快，焊缝金属来不及均匀，冷却后焊缝金属极易出现马氏体（M）组织，在焊接应力的作用下产生冷裂纹。

③SA516-70钢焊接热影响区靠近焊接熔池的部分区域碳元素会向焊接熔池扩散造成该区域脱碳形成软化区，1.4362双相不锈钢焊接热影响区靠近焊接熔池的部分区域会增加碳，在该区域形成硬化区，产生马氏体（M）组织，在焊接应力的作用下产生冷裂纹。

④1.4362双相不锈钢的热膨胀系数比用SA516-70低合金钢大，焊接接头冷却后会产生较大的拉应力造成马氏体（M）组织的开裂。

3.2.2通过选择合理的焊条和焊接工艺防止焊接接头产生冷裂纹

①根据舍夫勒图（图3.1）， 选用国产E309L-15焊条（牌号奥062，符合 EN1600 E2312L），使焊缝全部组织为奥氏体（A），或奥氏体+铁素体 （A+F），可避免接头产生冷裂纹。

根据有关资料，国产E309L-15焊条（牌号奥062，符合 EN1600 2312L），在舍夫勒图该材料位于c点（图3.1）。焊接后焊缝组织在图3.1线段cd上，de段的组织符合焊缝全部组织为奥氏体（A），或奥氏体+铁素体 （A+F）的目标。

②SA516-70钢处在角焊缝的水平侧，不开坡口，焊接时通过控制焊条的倾角（水平角40°-45°，尽可能减少SA516-70钢的熔化来保证焊缝的组织。

③焊接时不预热，？准3.2焊条，多层多道焊，层间温度150℃，按照焊接电流110～120A，焊接电压26～32V，焊接速度20～30cm/min， 把焊接线能量控制在0.647-1.05KJ/mm，进行焊接工艺试验并评定合格，按照评定合格的焊接工艺评定报告编制具体焊接接头的焊接工艺指导书。

④严格控制氢的来源，焊接前把坡口及其边缘清理干净，焊条烘干，防止焊缝和热影响区产生氢致冷裂纹。

⑤检查组坡口角度和几何尺寸、挡风和通风措施，焊接变形的控制措施、安全措施等，用角向磨光机将坡口表面打磨干净，打磨时坡口表面不得出现发蓝现象，角向磨光机使用不锈钢专用砂轮片。层间和背面采用向磨光机进行清根，用不锈钢专用砂轮片打磨。

⑥每条焊缝焊接前，根据现场对筒体的测量结果确定的焊工位置分布（对称施焊）和焊接方向、焊接顺序、开始焊接的位置，在对焊工进行交底后监督实施。

4.总结

对1.4362双相不锈钢焊接的难点作分析，对焊接技术原理进行研究、剖析；通过现场做焊接工艺评定及焊工实作考试，焊接中采取相应可行措施，形成了一套行之有效？具有一定技术含量的1.4362双相不锈钢焊接施工技术，保证了安装工程的顺利进行。本技术可在双相不锈钢非标设备和管道焊接工程的施工中推广借鉴。

【参考文献】

不锈钢焊接篇5

【关键词】不锈钢工艺；现状；进展

0.前言

众所周知，我国的各种技术在改革开放以后得到了很大的进步，不锈钢也不例外，他的需求以超乎人们想象的速度高速发展。它不仅仅在家居方面发挥着重大的作用，同样发挥作用的还有船舶方面，可是对于不锈钢而言不可忽视的问题就是他的焊接问题，因为他的焊接问题直接涉及到他的使用情况，本文对于不锈钢的焊接情况也将作出一定程度的介绍。

1.几种不锈钢的简介与特点

1.1关于奥氏体不锈钢

奥氏体不锈钢是几种不锈钢的合称，其中高铬镍钢及高铬锰氮钢均属此类，奥氏不锈钢是所有种类的不锈钢中应用比较广泛的一种 同时也占据着比较重要的地位。他在我国很多重大的工程例如石油方面有着比较重要的应用，这主要是因为奥氏不锈钢在各个方面的稳定性都是比较突出的，加之在耐腐蚀性以及加工性能方面的优良表现使得奥氏不锈钢得到很多领域的青睐。当然，即使再优良的材料也存在一定的缺点，奥氏不锈钢存在的缺陷就是接头的刀状腐蚀和应力腐蚀开裂， 以及含镍较高的单相奥氏体钢接头热裂问题， 有时也会有接头热强性和再热裂纹问题。首先我们介绍一下在奥氏不锈钢的热裂纹的现象。通过多年的经验可以发现一种不锈钢的裂纹出现的程度与不锈钢中存在的镍的多少有关，并且随着镍的增多，裂纹的情况也会更加明显。而相对应的结晶（凝固）裂纹是在凝固后期产生的。奥氏体不锈钢导热系数小，线膨胀系数大，使得焊缝在结晶过程中产生较大的收缩变形和拉伸应力，在凝固期间存在较大拉应力是产生凝固裂纹的必要条件。接下来涉及的还有奥氏不锈钢的耐腐蚀性。不锈钢的出现是因为我们平时所应用的钢铁耐腐蚀性太差才应运而生的，即使不锈钢的耐腐蚀性得到了很大程度的提高，但是他依然存在这这方面的问题。我们通常所说的腐蚀包括三个方面的腐蚀为晶间腐蚀、应力腐蚀和孔蚀。其中晶间腐蚀我们采取的办法是减少碳的存在，碳含量的减少大大减少晶间腐蚀，而应力腐蚀则与各种力的作用和种种化合物的作用有关，孔蚀则是非金属的作用产生的。

1.2关于马氏体不锈钢

以铬的同位素铬12铬13为主的不锈钢是马氏体不锈钢的主要组成。不可否认的是，马氏体不锈钢同样存在着一些不如人意的地方。马氏体不锈钢主要存在的问题在接头方面，是接头的冷裂与脆化的问题。马氏体含有较高的奥氏体形成元素碳。这类钢中高温下存在的奥氏体在通常不太慢的冷却条件下会发生奥氏体到马氏体的转变， 属于淬硬组织的钢种。不锈钢在使用的时候必须接受的一种方式变化便是焊接，由于温度的影响，在完成焊接以后，马氏体不锈钢会变得比较坚硬，我们通过日常的知识可以得出，如果，变成坚硬的固体经常会出现裂纹，并且，以前使用的经验也说明，这种裂纹与碳的含量息息相关，碳的含量越多，出现的裂纹就会越大。在焊接的时候会面临着冷却的阶段，这也是出现问题比较多的一个阶段，如果冷却的速度比较慢的话，会出现较大的一些晶粒，柔韧性会受到一定的影响，但是与此相反的，如果冷却的速度过大的话，同样会对柔韧性产生比较大的影响，所以这就对于技术人员提出比较高的要求。

2.关于不锈钢的工艺特点以及不足

2.1关于奥氏不锈钢的工艺特点以及存在的不足

关于在焊接方面的问题仍然是我们不得不提的一个问题，但是前面我们提过奥氏不锈钢是应用比较广泛的一种不锈钢，也就是说他在某些方面有着其他的不锈钢无法比拟的特点。奥氏不锈钢的焊接技术还是比较成熟的，经过多年的发展，只要我们应用比较合理的方法，就可以避免我们一直无法解决的问题。奥氏不锈钢对于焊接技术的要求并不是十分的苛刻。其中在焊接的方法方面使用最多的是焊条电弧焊和气体保护焊， 以机械化快速焊为好。即使奥氏不锈钢在焊接方面的应用比较多，但是仍然有几个方面的问题是不可忽视的。为了防止在焊接的过程中出现一些裂纹，影响奥氏不锈钢的使用的性能，我们一般尽可能地采取U型与X型的坡口，这种焊接的形状应该时刻注意。在进行焊接的时候，应该采取一定的措施进行固定，不锈钢越薄就越应该采取固定措施，不然就会出现角焊接的现象，焊接的顺序同样是我们不可忽视的问题，在多年的摸索过程中我们发现，先中间后两头，或者分段进行焊接的方式，能够让不锈钢发挥最大的效力。在进行焊接的时候由于焊丝的电阻率大、导热系数小， 所以熔化系数大， 焊丝伸出长度要短一些。 尽量采用短弧焊并不做摆动， 以防止合金元素不必要的烧损。在焊接的时候我们应该控制好气体的作用，这样可以避免气孔的产生。同样的奥氏不锈钢在焊接的时候，我们应该注意采用比较小的电流进行焊接，因为奥氏不锈钢比较容易熔化，在进行焊接的时候我们也不用采取预热，但是如果奥氏不锈钢中铁素比较少或者根本不存在的时候预热就必不可少了，在焊接过后，我们也要采取一定的护理。常规碳含量不锈钢结构需要进行固溶处理；含稳定化元素的和超低碳的不锈钢结构需进行稳定化和消除应力热处理。

2.2关于马氏体不锈钢的工艺特点以及不足

不得不承认，马氏体不锈钢在焊接方面的不足还是比较多的。前面我们提到，在焊接的过程中会出现一定奥氏体转向马氏体的趋向，最重要的在转变的过程中，体积也会发生一定带个变化，会使性能也随之改变，并且会出现比较强烈的淬硬倾向。母材含碳量越高， 淬硬倾向就越大。并且在焊接的焊缝中各种应力的作用也会出现各种裂纹，所以在焊接马氏体不锈钢中，我们总结了一些比较可行的方式来避免这些不足。控制焊缝金属的化学成分。焊缝金属的化学成分主要取决于焊接材料， 最好是用与母材金属成分相同或相接近的焊接材料。在这个过程部分区域会出现硬化的现象，需要将硫，磷以及硅的含量控制在一定的范围之内，并且与此同时，添加一些铝，氮更好的控制硬化的现象，但是在裂缝里添加了这么多的外来的物质，与原先的不锈钢在很多元素的组成方面有了区别，如果存在着比较大的差异的话会弄巧成拙。在奥氏不锈钢中我们提到不需要预热，与奥氏不锈钢相反马氏体不锈钢的预热是不可或缺的一个程序，材料越容易出现硬化的现象在预热的时候我们就应该采取越高的温度，在焊接完成之后的处理同样是比较重要的，焊接后的处理得到最大的改善的是柔韧性。

3.结语

关于不锈钢消费逐年增加的现象从另一个侧面反映出了我国经济的不断发展，人们对于生活质量的要求不断地提高，对于不锈钢的要求也不断提高。目前我国在不锈钢方面仍然存在着一些不足，我们要做的是不断地改善不锈钢的品质满足人们的要求。不断地培养起一批这方面的专业人才，提高他们的素质，为我国的不锈钢产业做出贡献。而且，不可忽视的是我国的发展水平与发达国家仍然存在着一定的差距，我们应该努力缩小这种差距，达到国际先进水平。 [科]

【参考文献】

[1]林企曾，李成.迅速发展的中国不锈钢工业[J].钢铁，2006，41（12）：1.

[2]张其枢，堵耀庭.不锈钢焊接[M].北京：机械工业出版社，2004.

不锈钢焊接篇6

关键词：焊接、不锈钢厚壁管、变形

Abstract: this article from the welding preparation work, welding and welding products produced during the welding stress, welding deformation control, more system was introduced in the nuclear power station in the process of installation of thick wall pipe welding stainless steel.

Keywords: welding, stainless steel thick wall pipe, deformation

中图分类号：TG4文献标识码： A 文章编号：

一、概述

在核电站的管道焊接施工中，不锈钢厚壁管的焊接非常常见且很重要，因为这些管道一般为RCC-M1、2级，其中的部分管道直接与冷却剂接触、或者处在反应堆的强辐射区，在高温、高压下受热冲击、中子辐射脆化、动态应变失效、高温水致腐蚀与疲劳，多发生因热疲劳、晶间应力腐蚀和水锤及效应等因素引起的裂纹，并且结构特殊，如果在施工前不精心准备，没有相应的工艺和正确的安装顺序，将会给施工带来重大麻烦，并且会对焊缝的质量造成严重影响。

核电站安装过程中涉及到得不锈钢厚壁管主要有以下几种规格，见表1。

表1

其材质主要为Z2CN18.10和Z2CN18.12，规定的化学成分如下表2。

表2

Z2CN18.10和Z2CN18.12全部为超低碳不锈钢，主要涉及到冷却剂系统、安注系统、化容系统和余排系统，工作压力和温度较高。

不锈钢的线膨胀系数大而导热能力小，在焊接时将会产生较大的变形，再加上焊接时的工艺不当，厚壁管焊接时更容易在接头和结构中易形成较大的残余应力，或产生液固裂纹，直接造成焊缝无损检测不合格，造成安装时的困难，或间接造成焊接接头的应力腐蚀，使焊接接头的使用寿命缩短或降低了焊缝的抗腐蚀能力。因此，在焊接不锈钢后壁管道时，不仅要注意焊缝本身的无损检测合格，更要主要安装时的合理性。

二、不锈钢管的焊接

2.1 焊接前的准备工作

2.1.1 焊接材料的选择

焊接填充材料的选择是设计焊接接头的关键因素。合理的焊接填充材料的选择不但可以获得满足设计要求的焊接接头，还可以有利于现场焊接施工的焊接填充材料的统一管理和综合成本控制。

根据实际考虑到管道的规格和工艺，焊丝选择Φ2.0，焊条规格为Φ3.2，牌号分别为ER316L和E316L，均为进口焊材。

2.1.2 焊接工艺评定

对于上述管道，主要进行了如表3中的评定。

表3

2.1.3 焊工资格考试

焊工资格考试按照设计院的规定及HAF603执行。

2.1.4 焊接数据包的编制

根据焊接工艺评定的结果编制焊接数据包，所编制的焊接数据包应考虑到现场的实际焊接情况，扩大参数以及焊接位置范围。

2.2 产品焊接

2.2.1 坡口形式

坡口选择原则上以熔合比越小越好，以尽量减少焊缝金属的化学成分和性能的波动；坡口形式按照设计院的规定进行加工，同时应考虑管子和管件的接口内径应保持一致。坡口如下图要求：

2.2.2 组对

根据管径的大小，采取不同的组对方法；对于小直径管，采用直接在坡口根部用焊丝点固，正式焊接时再磨掉；对于大直径管，采用不锈钢圆棒定位、焊丝点固。点固焊缝应均匀饱满且不得有裂纹。

2.2.3 产品焊接

焊接时严格按照焊接数据包进行，且应注意以下要求：

焊接时，严格按照数据包的规定参数进行；

注意背面冲氩良好；

焊接时应采用小电流、快焊速，出水平固定焊接位置的表面焊道外，应尽量使用窄焊道，并严格控制层间温度；

采取短弧操作，保证保护良好；

严禁在母材上起弧，不得使不锈钢母材收到铁素体污染。

2.2.4 产品见证件焊接

见证件焊接同正式产品焊接。

三、焊接应力的控制及焊接变形的应用

因为不锈钢的线膨胀系数大，厚壁管焊接时必然出现较大的焊接变形，如果变形不能充分释放，必然在管道中形成很大的残余应力，主要是残余拉应力。残余拉应力的存在会使焊缝加速腐蚀，甚至造成开裂。但如果掌握了变形规律，可以很好的控制和应用。所以在产品施焊之前，一定要做好充足的准备工作，例如：做好施工前的培训、技术交底等。

四、检验

对于核电过程中的不锈钢厚壁管RCC-M1、2级焊缝按照设计院给出的不锈钢无损检验标准，均需要100%液体渗透检验和100%射线探伤。

结束语

总之，不锈钢厚壁管道的焊接应严格按照设计要求和相关焊接工艺进行，杜绝违规、超电流和无资格施焊，只要充分把握、寻求规律，是可以获得满足设计要求的结果的。

参考文献：

1. 《焊接手册》，中国机械工程学会编制

2. 《RCC-M-6 压水堆核岛机械设备设计和建造规则》S篇（1993版）第6册

3. 《民用核安全设备焊工焊接操作工资格管理规定》HAF603

以上就是本人在核电施工过程中对于厚壁不锈钢管道焊接的浅疏看法，希望能够和大家共同分享，本文中未尽之处，请广大读者批评指正。

不锈钢焊接篇7

【关键词】不锈钢薄板；手工钨极氩弧焊

随着现代制造业的不断发展，不锈钢薄板在国防、航空、化工、电子等行业应用十分广泛，1～3mm不锈钢薄板的焊接也越来越多， 因此，掌握好不锈钢薄板焊接的工艺要领十分必要。

钨极氩弧焊（TIG）应用了脉冲电弧，它具有热输入低、热量集中、热影响区小、焊接变形小、热输入均匀，能较好地控制线能量等特点；焊接时保护气流具有冷却作用，可降低熔池表面温度，提高熔池表面张力；TIG便于操作，容易观察熔池状态， 焊缝致密，机械性能好，表面成形美观。目前TIG广泛应用于各行业，尤其是在不锈钢薄板的焊接中应用较广。

1.钨极氩弧焊的工艺技术要领

1.1钨极氩弧焊机及电源极性的选用

TIG可分直流和交流脉冲，直流脉冲TIG主要用于焊接钢、软钢、耐热钢等，交流脉冲TIG主要用于焊接铝、镁、铜及其合金等轻金属。交、直流两种脉冲都采用陡降特性电源，TIG焊接不锈钢薄板通常采用直流正接法。

1.2手工钨极氩弧焊技术要领

1.2.1引弧

引弧形式有非接触式和接触式短路引弧两种。前者电极不与工件接触，既适于直流也适于交流焊接、后者仅适于直流焊接。若采用短路方法引弧，不应在焊件上直接起弧，因易产生夹钨或与工件粘接，电弧也不能立即稳定，电弧容易击穿母材，所以应采用引弧板，在引弧点旁放一块紫铜板，先在其上引弧，待钨极头加热至一定温度后再移至待焊部位，在实际生产中，TIG常用引弧器引弧，在高频电流或高压脉冲电流的作用下，使氩气电离而引然电弧。

1.2.2定位焊

定位焊时，焊丝应比常用焊丝细，因点焊时温度低、冷却快，电弧停留时间较长，故容易烧穿，进行点固定位焊时，应把焊丝放在点焊部位，电弧稳定后再移到焊丝处，待焊丝熔化并与两侧母材熔合后迅速停弧。

1.2.3正常焊接

用普通TIG进行不锈钢薄板焊接时，电流均取较小值，但是当电流小于20A时，易产生电弧漂移，阴极斑点温度很高，会使焊接区域产生发热烧损和发射电子条件变差，致使阴极斑点不断跳动，很难维持正常焊接。而采用脉冲TIG时，峰值电流可使电弧稳定，指向性好，易使母材熔化成形，并循环交替，确保焊接过程的顺利进行，能得到性能良好、外观漂亮、形成熔池互相搭接的焊缝。

（a）正常焊接时先在定位点起弧，待焊点熔化并与工件两侧熔合后再送入焊丝，焊丝始终跟随熔池，焊枪的喷嘴与焊件表面构成80度左右夹角，焊丝与焊件表面夹角为10度左右，在不妨碍视线情况下，尽量采用短弧焊接以增强氩气保护效果，应注意观察熔池的大小，焊速应先稍慢后快，焊枪通常不摆动、焊速和焊丝应根据具体情况密切配合，尽量减少接头、焊缝长度一次性不宜过长，否则会因过热而形成塌陷甚至烧穿，就算补焊完整，Cr、Ni等元素大量烧损，对材料耐蚀性非常不利。

（b）焊接结束时，如果收弧方法不正确，在收弧时易产生弧坑、裂纹、气孔以及烧穿等缺陷。因此，最好使用引出板，焊后将引出板切除掉，如没有引出板或没有采用电流自动衰减装置的焊机，收弧时要多向熔池送丝，填满弧坑，然后缓慢收弧。

（c）焊后变形是精密焊件的一个重要指标，其变形程度与所选的工艺参数、夹具、散热装置有很大关系。条件许可时采用精确的工装夹具，保证焊缝两侧受力均匀，避免焊缝开裂、变形，尽量减小热输入，从而减少焊接热影响区，必要时可采取跳跃式焊接和远距离降温法等方式。焊后可用耐高温塑料锤（或木锤） 进行现场适当的敲击，以达到变形小，外观质量好的效果。

2.不锈钢薄板的焊接性分析

不锈钢薄板的物理特性和板形直接影响焊缝质量。不锈钢薄板导热系数小，线膨胀系数较大，当焊接温度变化较快时，产生的热应力大，很容易出现烧穿、咬边和波浪变形。不锈钢薄板焊接多采用平板对接焊，熔池主要受到电弧作用力、熔池金属重力和熔池金属表面张力的作用，当熔池金属体积、质量和熔宽一定时，熔池深度取决于电弧的大小，熔深和电弧力又与焊接电流相关，熔宽由电弧电压决定。熔池体积越大，表面张力也越大，当表面张力不能平衡电弧作用力和熔池金属重力时，会造成熔池烧穿，而且在焊接过程中局部受到加热和冷却作用，使焊件产生不均匀的应力和应变，当焊缝的纵向缩短对薄板边缘产生的应力超过一定值时，会产生较严重的波浪变形，影响工件的外形质量。在相同的焊接方法和工艺参数下，采用不同形状的钨极，减少焊接接头上的热输入量，可以解决焊缝烧穿和工件变形等问题。

3.手工钨极氩弧焊在不锈钢薄板焊接中的应用

3.1焊接原理

钨极氩弧焊是一种明弧焊，电弧稳定，热量比较集中，在惰性气体（氩气）的保护下，焊接熔池纯净，焊缝质量较好。但是在焊接不锈钢，特别是奥氏体不锈钢时，焊缝背面也需要进行保护，否则将产生严重的氧化，影响焊缝成型和焊接性能。

3.2焊接特点

不锈钢薄板的焊接有以下特点：

（1）不锈钢薄板的导热性差，容易直接烧穿。

（2）焊接时不需要焊丝，母材直接熔合。

因此，不锈钢薄板焊接的质量与操作者、设备、材料、施工方法、焊接时的外部环境及检测等因素息息相关。

3.3 焊接的质量控制

3.3.1人员的选择

焊工需要熟练掌握手工氩弧焊的焊接，上岗前必须培训考试合格。

3.3.2焊接设备的选择

使用高频逆变氩弧焊机，并要求焊机稳定性好。

3.3.3材料的选择

在不锈钢薄板的焊接过程中，不需要焊材，但是对以下材料要求比较高：

一是氩气的纯度、流量大小及通氩时间，二是钨极。

（1）氩气。

氩气属于惰性气体，不易和其它金属材料、气体发生反应。由于其气流有冷却作用，焊缝热影响区小，焊件变形小，是钨极氩弧焊最理想的保护气体。氩气的纯度必须大于99.99%以上。氩气主要是对熔池进行有效的保护，在焊接过程中防止空气对熔池侵蚀而引起氧化，同时对焊缝区域进行有效的空气隔离，使焊缝区域得到保护，提高焊接性能。

（2）钨极。

钨极表面要光滑，端部一定要磨尖，且同心度好。这样焊接时高频引弧好、电弧稳定性好，熔深深，熔池能保持稳定，焊缝成形好，焊接质量好。如果钨极表面烧坏或表面有污染物、裂纹、缩孔等缺陷时，这样焊接时高频引弧困难，电弧不稳定，电弧有漂移现象，熔池分散，表面扩大，熔深浅，焊缝成形差，焊接质量差。

3.3.4施工环境

在焊接氩弧焊时，主要是防风、防潮，在焊接时如果有风，将会影响焊接质量。此外，温度低于零下5℃也禁止施焊。

4.结论

（1）钨极氩弧焊稳定性好，不同钨极形状对不锈钢薄板焊接质量有较大影响。

（2）平顶锥端头钨极焊接可提高单面焊双面成形率，减小焊接热影响区，焊缝成形美观，综合力学性能较好。

（3）采用正确的焊接方法可有效预防焊接缺陷。 [科]

【参考文献】

[1]张立新，周天锡.复合钢板加工中常见裂纹及解决方法探讨[J].中国化工装备，2003（3）：25.

[2]中国机械工程学会焊接分会.焊接手册[M].北京：机械工业出版社，1992.

[3]王宗杰.熔焊方法及设备[M].北京：机械工业出版社，2006.12.

不锈钢焊接篇8

关键词 不锈钢；焊接工艺；组织结构

中图分类号TG404 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）96-0161-02

2205是目前应用范围比较广泛的不锈钢材，其具有良好的力学性能和抗腐蚀性能，广泛应用于石油运输、航洋勘探、化学化工、电力发电等领域。焊接作为重要的钢材加工工艺，其对2205不锈钢焊接技术的发展具有十分重要的作用。从2205不锈钢焊接技术的发展速度来看，阻碍不锈钢在焊接工艺发展的主要问题是热影响问题。

在不锈钢焊接过程中，焊接区域处于快速冷却的非平衡状态，冷却后残留过多的铁元素，使得焊接接头的腐蚀倾向比较研究，容易出现裂缝。

在2205不锈钢焊接过程中，合理的焊接工艺可以降低热循环对接头力学性能和组织结构的影响，提高2205不锈钢接头的强度和耐腐蚀性。

因此，本文主要针对2205不锈钢的性能、特点，采用不同的焊接工艺，对不锈钢焊接接头的组织结构和性能进行研究，提高不锈钢焊接的实际应用性。

1实验材料和焊接工艺

1.1实验材料

本文选用瑞典生产的SAF2205不锈钢，运用E2209焊条和ER2209焊丝。2205不锈钢在常温下的力学性能：原材料为瑞典的阿维斯坦公司生产的SAF2205 不锈钢材料、焊条为E2209、焊丝为ER2209。

在常温状态下，2205不锈钢的力学性能： 屈服强度 > 550MPa， 抗拉强度>750MPa， 维氏硬度HV> 220。本文选择材料是力学性能如下： 抗拉强度= 860MPa， HV= 280[2]。

1.2焊接工艺

材料加工成300mm× 150mm×6mm， 300mm ×150mm× 8mm两种，并采用IXT-400ST G 型逆变式手弧焊机进行不2205不锈钢接头焊接。厚度为8mm的材料进行手工电弧焊，厚度为6mm的材料进行钨极气体保护焊[3]。

在对2205不锈钢材料进行焊接前，采用丙酮等液体对2205不锈钢材料进行清洗。采用多层多道焊接，保证接头焊透，减少热循环对焊头的影响。

在对每层进行焊接的时，可以对上层焊道进行热处理，使得焊头热区域中的铁元素向奥氏体转变。焊层的稳定应该控制在150摄氏度以下，避免出现脆性相的析出，减少焊接时脆性温度区间的停留时间。

从2205不锈钢焊接工艺的参数中，可以发现 GTAW 和GTAW*的焊接热输入量相差不大，可以有效降低两种焊接方法因为热输入量所带来的影响。

2结果及分析

2.1拉伸实验

从2205不锈钢焊接接头中取出试样对象，并依据TB4708-2000的标准对其进行拉伸试验。每种测试试样多要进行5种以上的拉伸试验，其中 GT AW， GT AW* ， SMAW焊接工艺的抗拉伸强度为标838.4， 884.7，824.7MPa。从焊接接头断裂位置来看，断裂位置集中在热影响区、母材区和焊接缝区。由此可知，2205不锈钢具有很强的力学性能，这主要归咎于其特殊的化学成分和合理的元素比例。

相对于其他钢材来说，2205不锈钢具有良好的导热性，抗热膨胀性，所以其不会产生过大的残余应力，有效防止热裂纹的出现。焊接接头残余应力受焊接线能量变化的影响不大，同时多层焊接又可以减少接头的残余应力。

当铁元素的体积分数小于1/2，接头焊缝可以避免氢元素导致裂纹。当焊接接头中的铁素体积分数大于1/2，那么铁元素体积与氢致裂纹之间呈现正相关。

当氮的质量超过0.2% 时，在氮元素间隙固溶的作用下奥氏体的强度大于铁素体。氮元素的间隙固溶作用分布于奥氏体内， 可以有效地提高焊接接头的强度，弥补不锈钢因为碳含量低而造成强度不够的不足。

当氮含量每增加0.1%，不锈钢材料的屈服度就可以提高10MPa。在焊接过程中增加氮气，可以保持两相的平衡，提高2205不锈钢焊接接头出的力学性能。由于接头受到多次热循环的影响，容易出现铁元素晶体颗粒，影响焊接接头的力学性能。

2.2显微硬度测定

按照HVS-50型数显维氏硬度计对2205不锈钢焊接接头进行硬度测量，其测量条件为100g负荷，测量时间为16s。测量方法：对母材区域、热影响区、焊缝金属区进行分别测量，每次测量3次，计算总次数的平均值。

测量结果显示：氮在金属中起到了碳元素的用， 两者的有效结合可以避免出现低碳导致的接头软化， 又不能出现碳元素过渡导致的接头耐腐蚀性差。

通过能谱分析测得GT AW 焊接接头中所含氮的质量为1. 83% ， 这主要归咎于混合气体保护可以提高接头的硬度。保护气体中含有一定的氮气，增加了保护其中氮气的分压，防止氮元素析出。同时，焊接过程中产生的熔池中存在电离的氮气，使得焊接接头可以吸收部分氮元素。通过电离方式可以获得0.1%氮元素。通过拉伸结果显示， GT AW 接头低于GT AW* 接头的抗拉强度，但其硬度却高于GT AW* 接头，这主要归咎于氮元素对接头的强化作用。

3结论

1）不锈钢在焊接过程中，采用混合气体（氩气+氮气），并利用纯氩保护钨极氩弧焊的焊接工艺，减少热循环对2205焊接接头的影响，使得2205不锈钢焊接接头处出现保奥氏体和铁素体双相金属。通过对2205不锈钢焊接接头进行力学性能测试，发现GT AW和GT AW*焊接工艺可以提高焊接接头的抗拉强度。通过对2005不锈钢焊接接头进行电子扫描，可以发展采用混合气体保护焊接工艺，可以焊接接头具有韧性断裂的特性；

2）通过混合气体保护氩弧焊，即 氩气+氮气保护氩弧焊，可以使得不锈钢焊接接头具有合理的相比例，焊接缝隙金属中的奥氏体相与母材中的奥氏体差别不大。焊接过程中比较难控制的热影响区中的奥氏体的含量为44.5%，并均匀地分布于不锈钢的铁素体中，其中晶体颗粒的大小与母材类似，所以不锈钢接头性能有很大提高；

3）尽管GTAW不锈铁接头与GT AW*不锈钢接头在抗拉强度方面类似，但是在硬度指标， 抗弯强度， 冲击韧性方面，前者都优于后者。

参考文献

[1]邢卓.双相不锈钢2205的焊接[J].管道技术与设备，2006（1）：28-30.

[2]韩志诚，王少刚，胡经洪，徐风林.焊接工艺对2205 双相不锈钢接头组织与性能的影响[J].材料工程，2008（8）：48-52.