不锈钢薄板容器的焊接方法 摘要:对6～8mm薄板不锈钢容器的焊接进行了实践,提出了“焊条电弧焊+埋弧自动焊”组合焊接法,解决了焊缝外观成形较差、工作效率低、成本高、劳动强度大等缺点,取得了良好的结果。 关键词:不锈钢薄板;焊条电弧焊;埋弧自动焊;组合焊接 工艺 前言 随着时代的发展,不锈钢板材在化工领域的应用越来越广泛,因不锈钢具有优良的焊接性,几乎所有的熔焊方法都可以焊接。从实用和技术性能方面考虑,在不锈钢薄板的焊接方法上应用最广泛的是焊条电弧焊。但是实践证明,焊条电弧焊焊接有诸多缺点,如易夹渣、对清根要求高、焊缝外观成形较差、工作效率低、成本高、劳动强度大等。因此在保证焊接质量的前提下,采用埋弧自动焊轻松地解决了该类缺点问题。但因埋弧自动焊热输入大,熔池高温停留时间长,有促进不锈钢元素偏析和组织过热倾向,容易导致焊接热裂纹,同时焊接变形大。在综合考虑焊条电弧焊及埋弧焊的特点后,对不锈钢薄板(6～8mm)的焊接采用了“焊条电弧焊+埋弧自动焊”组合焊接工艺。
1焊接依据 1.1母材的焊接性分析 不锈钢在任何温度下焊接时不发生相变,焊接接头在焊态下具有较好的塑性和韧性,因此不锈钢具有优良的焊接性,几乎所有的熔焊方法都可以采用,故在不锈钢的焊接上采用“焊条电弧焊+埋弧自动焊”是可行的。 1.2焊接工艺评定 黑龙江化工建总公司已具备不锈钢焊条电弧焊及埋弧自动焊两项合格的焊接工艺评定,故在不锈钢的焊接上采用“焊条电弧焊+埋弧自动焊”组合焊法在技术上无障碍。 2 焊接工艺 2.1 坡口加工 为了控制焊缝金属的成分,应降低母材在焊缝中的比例;为减少熔合比,应采用小坡口。 2.2焊材的选用 通常根据不锈钢的材质、工作条件(工作温度、接触介质)和焊接方法来选用焊接材料,原则上选用焊缝金属的成分与母材相同或相近的焊接材料;因含碳量对不锈钢的耐腐蚀性能影响很大,在选材时尽可能选含碳量低的焊材。同时为了保证与焊接工艺评定所用焊材一致,故焊条选用A132,焊丝为HOCr20Nil0Ti,焊剂为HJl07。需要说明的是,在焊剂的选用上HJ260也适用,但在实际的使用中经反复试验,采用HJ260焊
不锈钢复合板的制作方法有两种： 一、热轧法生产不锈钢复合钢板： 以碳钢基板和不锈钢板处于物理纯净状态，在高度真空条件下进行轧制而成。在轧制过程中两种金属扩散实现冶金结合。当然为了提高复合界面的润湿效果，提高结合强度，在界面的物理化学处理方面还要采取一系列技术措施。 二、爆炸法生产复合钢板： 将不锈钢板重叠置于碳钢基板上，不锈钢板和碳钢基板之间用垫子间隔出一定的距离。不锈钢板上面平铺炸药，炸药爆炸的能量，使不锈钢板高速撞击碳钢基板，产生高温高压使两种材料的界面实现固相焊接。 焊接工艺 作者：陆汉惠 （江门甘蔗化工厂（集团）股份有限公司，广东江门529075） 关键词：不锈钢复合钢板；焊接性；焊接工艺；工艺评定 中图分类号：TG444.1 文献标识码：B 不锈钢复合钢板压力容器是近年来石油、化工行业中应用较广的设备，既有不锈钢较强的耐腐蚀性，又有普通钢的经济性。但其制造及焊接工艺较复杂，特别是对过渡层及复层的焊接质量要求很高。1999年4月，我公司承接了某化工厂10台常压塔的生产任务，其主体材质是24mm＋3mm的16MnR＋316L。对其工艺进行探讨，通过查阅许多有关资料及试验，确定了不锈钢复合钢板容器的制造及焊接工艺。 1 焊接性分析 16MnR＋316L不锈钢复合钢板的复层为316L，属奥氏体不锈钢，基层为16MnR，属碳锰低合金钢，其焊接工艺较简单。而16MnR＋316L的焊接工艺难点是16MnR和316L过渡层和316L不锈钢的焊接。 316L不锈钢焊接时，易发生HAZ敏化区晶间腐蚀，对于316L，发生敏化区间井非在平衡加热时的450—85O℃，而是有一个过热度，可达600－1000℃。因为焊接过程是一个快速加热和冷却的过程，而铬碳化合物沉淀是一个扩散过程，为足够扩散需要一定的“过热度”，其焊接工艺应采用快速过程。以减少处于敏化区加热的时间。所以焊接过渡层应用小热输入、反极性、直线运条和多层多道焊。 316L的导热系数小．线膨胀系数大，热量不易散失，很容易形成所需尺寸的熔地，而旦在自由状态下，易产生较大的焊接变形。因此，在焊接复层316L 时，应采用小电流、快速焊、窄焊道的多层多道焊接，要控制道间温度在6O℃以下。 2 制造工艺 2.1 下料划线禁止在复层表面上切割线内用针划线打样冲眼，不得用墨汁、油漆涂写，尽量避免铁器碰伤划伤表面。 2.2 切割试样材料厚度为24mm＋3mm，采用切割机进行切割时复层朝下，从基层侧开始切割并严禁熔渣溅到复层表面。切割前留有加工余量，切割后用刨边机把切割的热影响区刨掉。坡口也采用刨边机进行加工，加工后的坡口要进行外观检验，不得有裂纹和分层，否则要进行修补。 2.3 拼接拼接前坡口两侧各2O mm 内外表面要用不锈钢丝刷清理，复层距坡口100 mm 范围内要涂防飞溅材料。拼接时应以复层为标准，保证对口错边量≤1mm，间隙l～2 mm 。
薄壁不锈钢板的TIG自动焊接 陈春阳 昆山华恒焊接设备技术有限公司215301 摘要：随着我国不锈钢市场的不断扩大，不锈钢板的消费量也逐年增加，薄壁不锈钢板也已经深入到各种生产制造领域中，因此薄壁不锈钢板的焊接也就成为生产制造中一个重要工序，由薄壁不锈钢板自身的焊接工艺特点决定了其焊接存在的难度，本文着重介绍薄壁不锈钢板的TIG焊接工艺。 关键词：薄壁不锈钢板TIG焊接焊接工艺 前言： 不锈钢在我国的使用量正逐年增加，不锈钢的使用量由1988年的30万吨增加到2000年的165万吨，年增长率为15.26%。而在不锈钢的使用中以薄板为主，2000年薄板的消费量为91万吨，占到使用总量的一半。而且薄壁不锈钢板也已经应用到国民生产和生活的各个领域，如：食品加工行业，主要制造食品加工机械；压力容器行业，主要是机电和化工部门；电力工业。另外还有一些其它行业：厨房设备、建筑装潢、家用电器和汽车行业等。在这些行业中，不锈钢的焊接是产品生产的一个重要工序，焊接质量的好坏直接决定产品的质量。在不锈钢的TIG焊接过程中主要存在板材变形、焊缝表面氧化、焊接速度慢的缺陷，本文主要在焊接工艺和焊接工装两个方面来阐明薄壁不锈钢板TIG焊接方法。 1.TIG焊接工艺 TIG焊又称钨极氩弧焊，是一种非熔化极惰性气体保护焊，其工艺过程：在惰性气体保护下，通过钨极与薄壁不锈钢板之间产生电弧产生的热熔化钢板的对接而形成熔池来产生焊缝，属于自熔化焊接。不锈钢薄板采用钨极氩弧焊比其它焊接方法有非常好的优越性能：焊缝质量高；电弧热量集中，功率密度大，热影响区小；单面焊双面成型，明弧操作，便于对电弧熔池的观察；板材表面及焊缝质量好。 因此，采用TIG焊接方法对薄壁不锈钢板进行焊接适应了现代产品高质量的要求，是焊接生产由手工向自动化发展的标志。 a)焊接电流 焊接电流是钨极氩弧焊最主要的工艺参数，电弧热量正比于焊接电流，要改变电弧功率主要通过改变焊接电流的大小来实现。焊接时，增加焊接电流可以增加熔深和熔宽，即可焊的板厚增加。在焊接条件和其它工艺参数不变的情况下，一定厚度的薄壁不锈钢板的焊接电流只能在一定范围内调节，超出此范围，就会产生焊接缺陷。 b)焊接速度 焊接速度与线能量有关，线能量反比于焊接速度，焊接速度决定着对每单位长度焊缝所提供的能量，同时影响熔深和熔宽，焊接速度的快慢直接影响焊缝的质量。如果提高焊接速度，线能量将会降低，可避免金属过热，减少热影响区，熔深和熔宽也减小。因此在保证焊接质量的前提下，尽量提高焊接速度。但焊接速度过快会产生保护效果差，焊缝正反面不均匀和未焊透等缺陷。所以在钨极氩弧焊的时候，焊接速度比较才能保证焊接质量。 c)电弧电压和电弧长度 电弧的热量也正比与电弧电压，根据钨极氩弧焊的电弧静特性，焊接过程中电弧电压只与电弧的高度有关，而对焊接电流影响很小。因此，在焊接电流一定的情况下，改变电弧电压可以电弧的功率。电弧电压和弧长存在一个简单的线性函数关系，当弧长增加时，电弧电压成正比增加，电弧功率增加。但电弧长度超出一定的范围后，在弧长增加的同时，弧柱的
不锈钢焊接方法、不锈钢焊接技术及注意事项 不锈钢管的标准规格有200多种,大小均有,小管较贵,尤其是毛细管.毛细管最差得由304材质生产,不然管子容易爆裂.还可以为客户定做非标规格的管材.无缝管主要用于工业上,表面为雾面,不光亮.有缝管的表面是光亮面,管内有一条很细的焊接线,俗称焊接管,主要用于装饰材料.另有工业流体管,其抗压力视壁厚决定.310与310S为耐高温管.1080度以下能正常使用,最高耐温达到1150度.不锈钢焊管生产工艺：原料--分条--焊接制管--修端--抛光--检验（喷印）--包装--出货（入仓）（装饰焊管）原料--分条--焊接制管--热处理--矫正--矫直--修端--酸洗--水压测试--检验（喷印）-包装--出货（入仓）（焊管工业配管用管） 不锈钢最常用的焊接方法是手工焊（MMA），其次是金属极气体保护焊（MIG/MAG）和钨极惰性气体保护焊（TIG）。 焊前准备：4mm一下的厚度不用开破口，直接焊接，单面一次焊透。4到 6 mm 厚度对接焊 缝可采用不开破口接头双面焊。6 mm以上，一般开V或U，X形坡口。 其次：对焊件，填充焊丝进行除油和去氧化皮。以保证焊接质量。 焊接参数：包括焊接电流，钨极直径，弧长，电弧电压，焊接速度，保护气流，喷嘴直径等。 （1）焊接电流是决定焊缝成形的关键因素。通常根据焊件材料，厚度，及坡口形状来决定的。 （2）焊极直径根据焊接电流大小决定，电流越大，直径也越大。 （3）焊弧和电弧电影，弧长范围约0.5到3mm，对应的电弧电压为8~10V。 （4）焊速：选择时要考虑到电流大小，焊件材料敏感度，焊接位置及操作方式等因素决定。 1 手工焊（MMA）： 手工焊是一种非常普遍的、易于使用的焊接方法。电弧的长度靠人的手进行调节，它决定 于电焊条和工件之间缝隙的大小。同时，当作为电弧载体时，电焊条也是焊缝填充材料。 这种焊接方法很简单，可以用来焊接几乎所有材料。对于室外使用，它有很好的适应性，
不锈钢复合板的焊接工艺规程 1、使用范围 本工艺适用于复板为304不锈钢，基板为碳钢（Q345R）的焊接。 2、焊接材料的选择 a、复板用A102焊条。 b、过渡层用A302或A307焊条。 c、基层板用J506焊条。 3、焊前准备 3.1下料 不锈钢复合钢板的切割以及坡口加工尽量采用机械加工方法，切割面应光滑，采用剪床切割时，复层应朝上。也可以采用等离子切割，切割时复层朝上，严禁将切割的熔渣落在复层上。 3.2 坡口加工及检查 a.坡口形式和尺寸按图纸设计规定，如设计未明确规定的，可参照图1-1。 不锈钢复合板双面焊接的焊接顺序如图1-2. b.坡口选用原则：确保焊接质量填充金属少，熔合比小，便于操作。 c.坡口加工一般采用机械方法制成。若采用等离子切割、气割等方法开制 坡口，则必须去除复材表面的氧化层 d. 加工完的坡口要进行外观检查，不得有裂纹和分层，否则应进行修补。 3.3焊前清理 坡口及其两侧各20mm范围内应用机械方法及有机溶剂进行表面清理，清除表面的油污、锈迹、金属屑、氧化膜及其他污物。 3.4焊件装配 a.装配应以复层为基准，其错边量不得大于复层厚度的二分之一，且不大于 2mm，对于复层厚度不同时，按较小的复层厚度取错边量 b.定位焊应焊在基层母材上，且采用与焊接基层金属相同的焊接材料。手弧 焊定位焊焊缝参照表3.4-1 表3.4-1手弧焊定位焊焊缝尺寸（mm）
c.在装配过程中，严禁在复层上焊接工卡具，工卡具应焊在基层一侧。 d.复层一侧附件的焊接要符合设计图纸要求，当设计要求复层测附件焊在基层 金属上时，应先将复层部分剥开，采用过渡层焊条将不锈钢托架焊在基层壳体上，焊缝表面采用与焊复层相同的焊条进行焊接。 4、焊接 4.1焊接方法 基层的焊接采用手工电弧焊。复层和过度层的焊接，采用手工电弧焊或钨极氩弧焊。 4.2 焊接程序 焊接宜先焊基层，再焊过渡层，最后焊复层（如图1-2所示）。当条件受到限制时，也可先焊复层，再焊过渡层和基层，在这种情况下，如果复合板厚度小于10mm，基层的焊接可直接选用与过渡层相同的焊接材料，如果复合板厚度大于10mm，这时可适当加大过渡层的焊接厚度（过渡层的焊接厚度应大于或等于5mm），最后碳钢焊接基层。 图1-1 坡口形式
不锈钢管道焊接工艺 1 技术特征 1.1材质规格:304( 相当于0Cr18Ni9) 1.2工作介质: 空气去离子水 1.3设计压力:0.2MPa，0.4MPa 1.4工作压力:2Kg/CM2 4Kg/CM2 1.5试验压力: 4.6Kg/CM2 2 本工程编制依据 2.1 F43C技术文件. 2.2 国标GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》 2.3 国标GB50235-97《工业金属管道施工及验收规范》 2.4 本公司焊接工艺评定报告:HG1 3 焊工 3.1 焊工应具有“锅炉压力容器压力管道焊工考试规则”规定的焊工考试合格证。 3.2 焊工进入现场后应按GB50236-98规定先进行焊接实际操作考试合格,经总包方认可发证后方能担任本项目的焊接工作。 4 焊接检验
4.1焊接检验人员应熟悉F43C技术文件及有关国标和本工艺。 4.2对管材焊材按规定进行检验、填表验收。 4.3对焊工是否执行本工艺进行全面监督检查,对违反者进行教育帮助得以改正。对严重违反者或教育不改者有权令其停止焊接工作。以确保焊接质量。 4.4 做好本工艺第7条“焊接后检查和管理工作”。 4.5 邀请和欢迎总包方和监理方检查人员检查焊接质量。 5 焊前准备 5.1.1 管材、焊材必须具有符合规定的合格证明，并与实物核对无误。 5.1.2 管材型号为304级相当等于我国的0Cr18Ni9规格标准。按项目图纸规定。 5.1.3 不锈钢焊丝型号规格为：H0Cr20Ni10Ti φ2.5mm φ2.0mm 5.1.4 不锈钢电焊条型号规格：A132 φ3.2mm φ2.5mm 5.1.5 铈钨电极型号规格：WCe-20 φ2.0mm 5.1.6 氩气纯度为99.99％。 5.2 焊件准备 5.2.1 焊接口的分布位置必须符合国标GB50235-97和GB50236-98规范的规定。 5.2.2 管道为V型坡口，对接接头、组对应符合图1要求： 注：间隙3.5～4mm为焊接时的数据，组对点固焊时，应适当大于此数据，以补收缩。
激光焊接原理与主要工艺参数 作者:opticsky 日期:2006-12-01 字体大小: 小中大 1．激光焊接原理 激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现，激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104~105 W/cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于105~107 W/cm2时，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽比大的特点。 其中热传导型激光焊接原理为：激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池。 用于齿轮焊接和冶金薄板焊接用的激光焊接机主要涉及激光深熔焊接。下面重点介绍激光深熔焊接的原理。 激光深熔焊接一般采用连续激光光束完成材料的连接，其冶金物理过程与电子束焊接极为相似，即能量转换机制是通过“小孔”（Key-hole）结构来完成的。在足够高的功率密度激光照射下，材料产生蒸发并形成小孔。这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎吸收全部的入射光束能量，孔腔内平衡温度达2500 0C左右，热量从这个高温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔四周的金属熔化。小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周包围着固体材料（而在大多数常规焊接过程和激光传导焊接中，能量首先沉积于工件表面，然后靠传递输送到内部）。孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。光束不断进入小孔，小孔外的材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定状态。就是说，小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。上述过程的所有这一切发生得如此快，使焊接速度很容易达到每分钟数米。 2. 激光深熔焊接的主要工艺参数 1激光功率。激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦达到或超过此值，熔深会大幅度提高。只有当工件上的激光功率密度超过阈值（与材料有关），等离子体才会产生，这标志着稳定深熔焊的进行。如果激光功率低于此阈值，工件仅发生表面熔化，也即焊接以稳定热传导型进行。而当激光功率密度处于小孔形成的临界条件附近时，深熔焊和传导焊交替进行，
不锈钢板焊接工艺 1、使用范围 本工艺适用于以各种不锈钢为复材、低碳钢或低合金钢为基材总厚度大于或等于4mm的不锈钢复合板的焊接。 2、焊接材料的选择 2.1焊接材料选用原则 1）复层材料的选用应保证熔敷金属的合金元素的含量不低于复层材料标准规定的下限值。 2）过渡层的焊条宜选择25%Cr-13%Ni型或25%Cr-20%Ni型以补充基层对复层的稀释，对复层含钼的不锈钢复合板，应采用25%-13%Ni-Mo型焊条。 2.2 常用不锈钢复合板焊接材料可按下表选取。 表—1 常用不锈钢复合板过渡层及复层焊接材料的选用
表—2 常用不锈钢复合板基层焊接材料的选用
3、焊前准备 3.1 下料 不锈钢复合钢板的切割以及坡口加工尽量采用机械加工方法，切割面应光滑，采用剪床切割时，复层应朝上。也可以采用等离子切割，切割时复层朝上，严禁将切割的熔渣落在复层上。 3.2 坡口加工及检查 a.坡口形式和尺寸按图纸设计规定，如设计未明确规定的，可参 照图3.2-1选用。 b.坡口选用原则：确保焊接质量填充金属少，熔合比小，便于操 作。 c.坡口加工一般采用机械方法制成。若采用等离子切割、气割等 方法开制坡口，则必须去除复材表面的氧化层 d. 加工完的坡口要进行外观检查，不得有裂纹和分层，否则应进行修补。 3.3焊前清理 坡口及其两侧各20mm范围内应用机械方法及有机溶剂进行表面清理，清除表面的油污、锈迹、金属屑、氧化膜及其他污物，复层距离坡口100mm范围内应涂防飞溅涂料。 3.4 焊件装配
a.装配应以复层为基准，其错边量不得大于复层厚度的二分之一，且不大于2mm，对于复层厚度不同时，按较小的复层厚度取错边量 b.定位焊应焊在基层母材上，且采用与焊接基层金属相同的焊接材料。手弧焊定位焊焊缝参照表3.5-1 表3.4-1手弧焊定位焊焊缝尺寸（mm） δ0为基层厚度 c.在装配过程中，严禁在复层上焊接工卡具，工卡具应焊在基层一侧。 d.复层一侧附件的焊接要符合设计图纸要求，当设计要求复层测附件焊在基层金属上时，应先将复层部分剥开，采用过渡层焊条将不锈钢托架焊在基层壳体上，焊缝表面采用与焊复层相同的焊条进行焊接。 4、焊接 当产品技术条件要求焊接工艺评定时，须在开工前由施工单位根据产品的结构特点以及技术要求制定焊接工艺评定，并取得质量监督部门的认可。 4.1 焊接方法 基层的焊接推荐采用手工电弧焊、埋弧焊、及二氧化碳气体保护焊。复层和过度层的焊接，采用钨极氩弧焊和手工电弧焊，也可采用
激光焊的主要工艺参数对焊接质量的影响 一、激光焊接原理 激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现，激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104~105W/cm2为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于105~107W/cm2时，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽比大的特点。 其中热传导型激光焊接原理为：激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池。 用于齿轮焊接和冶金薄板焊接用的激光焊接机主要涉及激光深熔焊接。下面重点介绍激光深熔焊接的原理。 激光深熔焊接一般采用连续激光光束完成材料的连接，其冶金物理过程与电子束焊接极为相似，即能量转换机制是通过“小孔”（Key-hole）结构来完成的。在足够高的功率密度激光照射下，材料产生蒸发并形成小孔。这个充满蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎吸收全部的入射光束能量，孔腔内平衡温度达2500℃左右，热量从这个高温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔四周的金属熔化。小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周包围着固体材料（而在大多数常规焊接过程和激光传导焊接中，能量首先沉积于工件表面，然后靠传递输送到内部）。孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。光束不断进入小孔，小孔外的材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定状态。就是说，小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。上述过程的所有这一切发生得如此快，使焊接速度很容易达到每分钟数米。 二、激光深熔焊接的主要工艺参数 1. 激光功率 激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦达到或超过此值，熔深会大幅度提高。只有当工件上的激光功率密度超过阈值（与材料有关），等离子体才会产生，这标志着稳定深熔焊的进行。如果激光功率
薄板不锈钢焊接成本的分析与对比 目前的不锈钢压力容器生产企业，普遍采用的主要焊接方法均为成熟的焊接工艺，如钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW）、药芯焊丝电弧焊（FCAW）、埋弧自动焊（SAW）等。对于4～10mm的1Cr18Ni9Ti薄板不锈钢，主要采用钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW）和药芯焊丝电弧焊（FCAW）；而对于4～10mm的304薄板不锈钢(相当于我国的0Cr18Ni9)，则主要采用钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW），由于药芯焊丝电弧焊（FCAW）采用的保护气体为Ar+CO2，易使焊接接头产生增碳问题，导致其耐腐蚀性能下降，故对于低碳、超低碳不锈钢的焊接，一般情况下不采用药芯焊丝电弧焊。 本文以板厚8mm的低碳、304不锈钢为例，对其常用焊接方法及焊接成本进行分析和对比。 焊接方法分析 钨极氩弧焊采用的保护气体为纯Ar，焊接时它既不与金属起化学反应，也不溶解与液态金属中，故可以避免焊缝中金属元素的烧损和由此带来的其它焊接缺陷，同时因其密度较大，在保护时不易漂浮散失，保护效果好。该焊接方法由于热源和填充焊丝是分别控制的，热量调节方便，使输入焊缝的焊接线能量更容易控制，故适合于各种位置的焊接，也容易实现单面焊双面成型。钨极氩弧焊的最大缺点是熔深浅、熔敷速度慢、生产效率低，因而其焊接变形也就较大。 焊条电弧焊由于操作灵活、方便，焊接设备简单、易于移动，设备费用比其它电弧焊方法低，因而得到了广泛的应用。该焊接方法与熔化极气体保护焊（GMAW）、埋弧自动焊（SAW）等焊接方法相比，其熔敷速度慢及熔敷系数低，并且每焊接完一条焊道均需要清理熔渣，而坡口内的清渣是比较繁琐的。 熔化极惰性气体保护焊（MIG焊），由于采用Ar或在Ar中添加了少量的O2作为保护气体，因而其电弧稳定，熔滴细小且过渡稳定，飞溅很小。该焊接方法的电流密度高、母材熔深深，因而其焊丝的熔化速度和焊缝的熔敷速度高，焊接生产效率高，尤其适于中等厚度和大厚度结构的焊接。该焊接设备比较复杂，设备成本较高。 表1给出了薄板不锈钢常用焊接方法的相关数据。该表中的GTAW焊的熔敷速度为实际测量的数据。 表1 薄板不锈钢常用焊接方法数据 焊接方法 TIG SMAW MIG 热源最小加热面积(cm2) 10-3 10-2 10-4 特性最大功率密度(W/cm2) 1.5×104 104 104～105 热效率（功率有效系数） 0.77～0.99 0.77～0.87 0.66～0.69 焊接电流（A） 100～130 170～200 200～300 焊接速度焊材直径(mm) Φ2.4 Φ4.0 Φ1.2 及效率熔敷速度(g/min) 7～10 18～22 75～85 熔敷效率(%) 98～100 55～60 96～99
1.采用垂直外特性的电源，直流时采用正极性（焊丝接负极） 2.保护气体为氩气，纯度为99.99%。当焊接电流为50~150A时，氩气流量为8~10L/min，当电流为150~250A时，氩气流量为12~15L/min。 3.钨极从气体喷嘴突出的长度，以4~5mm为佳，，在角焊等遮蔽性差的地方是2~3mm，在开槽深的地方是5~6mm，喷嘴至工作的距离一般不超过15mm。 4.为防止焊接气孔之出现，焊接部位如有铁锈、油污等务必清理干净。 5.焊接电弧长度，焊接普通钢时，以2~4mm为佳，而焊接不锈钢时，以1~3mm为佳，过长则保护效果不好。 6.防风与换气。有风的地方，务请采取挡网的措施，而在室内则应采取适当的换气措施。 7.对接打底时，为防止底层焊道的背面被氧化，背面也需要实施气体保护。 8.为使氩气很好地保护焊接熔池，和便于施焊操作，钨极中心线与焊接处工件一般应保持80~85°角,填充焊丝与工件表面夹角应尽可能地小，一般为10°左右。 不锈钢MIG焊要点及注意事项 1.采用平特性焊接电源，直流时采用反极性（焊丝接正极） 2.一般采用纯氩气（纯度为99.99%）或Ar+2%O2,流量以20~25L/min为宜。 3.电弧长度，不锈钢的MIG焊接，一般都在喷射过渡的条件下来施焊，电压要调整到弧长在4~6mm的程度。 4.防风。MIG焊接容易受到风的影响，有时微风而产生气孔，所以风速在0.5m/sec以上的地方，都应当采取防风措施。 CO2焊机就可以施焊，但送丝轮的压力请稍调松。 2.保护气体一般为二氧化碳气体，气体流量以20~25L/min较适宜。 3.焊嘴与工件间的距离以15~25mm为宜。 4.干伸长度，一般的焊接电流为250A以下时约15mm，250A以上时约20~25mm较为合适。 钨极氩弧焊 采用的保护气体为纯Ar，焊接时它既不与金属起化学反应，也不溶解与液态金属中，故可以避免焊缝中金属元素的烧损和由此带来的其它焊接缺陷，同时因其密度较大，在保护时不易漂浮散失，保护效果好。该焊接方法由于热源和填充焊丝是分别控制的，热量调节方便，使输入焊缝的焊接线能量更容易控制，故适合于各种位置的焊接，也容易实现单面焊双面成型。钨极氩弧焊的最大缺点是熔深浅、熔敷速度慢、生产效率低，因而其焊接变形也就较大。 焊条电弧焊 由于操作灵活、方便，焊接设备简单、易于移动，设备费用比其它电弧焊方法低，因而得到了广泛的应用。该焊接方法与熔化极气体保护焊（GMAW）、埋弧自动焊（SAW）等焊接方法相比，其熔敷速度慢及熔敷系数低，并且每焊接完一条焊道均需要清理熔渣，而坡口内的清渣是比较繁琐的。 熔化极惰性气体保护焊（MIG焊 由于采用Ar或在Ar中添加了少量的O2作为保护气体，因而其电弧稳定，熔滴细小且过渡稳定，飞溅很小。该焊接方法的电流密度高、母材熔深深，因而其焊丝的熔化速度和焊缝的熔敷速度高，焊接生产效率高，尤其适于中等厚度和大厚度结构的焊接。该焊接设备比较复杂，设备成本较高。
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910126603.9 (22)申请日 2019.02.20 (71)申请人 武汉理工大学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 申请人 武汉艾森威尔科技有限公司 (72)发明人 汪选国 张威 张华 韩少云 (74)专利代理机构 湖北武汉永嘉专利代理有限 公司 42102 代理人 崔友明 闭钊 (51)Int.Cl. B23K 9/173(2006.01) B23K 9/235(2006.01) (54)发明名称 一种3-5mm不锈钢板单面焊双面自由成型焊 接方法 (57)摘要 本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种3- 5mm不锈钢板单面焊双面自由成型焊接方法。该 方法首先对待焊工件进行铣平、清洁等预处理， 然后手工点焊进行定位和固定，接着通过压板将 待焊工件固定在焊接工作台上，最后采用CMT mix(CMT+PMC)焊接工艺完成焊接。该方法焊前准 备采用人工方式，操作简单且劳动强度低，焊缝 焊接采用机器人焊接，自动化程度高，大幅提高 了焊接效率，焊接变形更小，保证了焊缝一次单 面焊双面自由成型，能够精确控制焊缝的热输 入，减小了焊接热影响区，焊接飞溅小，大大提高 了焊缝质量。权利要求书1页 说明书4页 附图3页CN 109848525 A 2019.06.07 C N 109848525 A
权 利 要 求 书1/1页CN 109848525 A 1.一种3-5mm不锈钢板单面焊双面自由成型焊接方法，其特征在于该方法包括以下步骤： (a)对待焊工件进行预处理； (b)对焊缝进行点焊； (c)通过压板和夹具将待焊工件固定在焊接工作台上，使焊缝位于焊接工作台的成型槽上方； (d)通过冷却水通道和保护气通道分别将冷却水和保护气输送至焊接工作台内部，然后对待焊工件进行焊接。 2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(a)所述预处理包括对待焊工件的待焊端面进行铣平、高压气体吹扫、有机溶剂清洗擦拭等。 3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(b)中采用手工MIG焊对待焊工件沿焊缝进行点焊，点焊电流(130-160)A，电弧电压(15-20.5)V，氩气流量(8-10)L/min，对接间隙控制在(0.5-1)mm之间。 4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(c)中压板的长度L1比焊缝的长度L2大5mm左右，压板的宽度D＝25mm，压板的厚度δ＝1mm，左右两块压板靠近焊缝的端面与焊缝中心的距离均为13mm，夹具的装夹点位于压板的几何中心，装夹力度适中。 5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(d)中冷却水通道和保护气通道的数量分别为至少2个和至少1个，贯通焊接工作台两端的进水孔和出水孔形成了冷却水通道，焊接工作台成型槽两端的进气孔和出气孔形成了保护气通道。 6.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于：冷却水通道的半径R＝5mm，冷却水通道的长度比焊缝长度L2大10mm左右，冷却水流量为(6-8)L/min。 7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(d)中采用的焊接工艺为CMT mix。 8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(d)中焊丝型号为φ1.2，送丝速度为(5.7-6.7)m/min，焊接速度为(390-460)mm/min，PMC mix高电流时间修正-2±2，弧长修正系数为2％-4％，低能量周期5-10，低能量时间(1-4)ms；正面保护气体按照体积百分比计的组成为96％Ar+4％CO2，其流量为20-24L/min；背面保护气体为纯Ar，其流量为1.5-2.5L/ min。 9.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述成型槽为V型。 2
不锈钢复合板的焊接 不锈钢复合板是由复层（不锈钢）和基层（碳钢、低合金钢等）复合轧制而成的双金属，由复层保证耐蚀性能，强度主要靠基层获得，这样可以节约大量不锈钢，具有良好的经济价值。不锈钢复合板由于具有良好的综合性能和价格上风，在石油化工、食品产业等领域得到日益广泛的应用。不锈钢复合板焊接既不同于不锈钢，也不同于碳钢或低合金钢，而有其特点和难点。 一、不锈钢复合板的焊接特点 从设计角度考虑，不锈钢复合板的基层主要是保证强度，复层主要是保证其耐蚀性能, 中间增加的过渡层只是焊接工艺的需要。为了保证复合钢板不失往其原有的综合性能，需要对基层和复层分别焊接。除了基层和复层的焊接外，还有过渡层焊接的题目，这是不锈钢复合板焊接的主要特点。复层焊缝和基层焊缝之问，以及复层焊缝与基层母材交界处宜采用过渡焊缝。基层和复层的过渡层焊接是不锈钢复合板焊接的关键。 二、不锈钢复合板焊接技术要点 1?焊接方法的选择 焊接不锈钢复合板时，基层大都采用焊条电弧焊。对于直径大、厚度大的不锈钢复合板产品，基层也可以采用埋弧焊。基层采用埋弧焊的优越性是多方面的：生产效率高、焊缝质量优、表面成形美观、劳动条件好、节省焊接材料和电能。过渡层和复层焊接，最常用的方法是焊条电弧焊。 2?焊接工艺评定 GBI501998《钢制压力容器》规定，凡是新材料、新焊接工艺均应进行焊接工艺评定。焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能试验为依据，并在产品焊接之前完成。不锈钢复合板能否通过焊接工艺评定，是不锈钢复合板焊接的关键所在。目前，不锈钢复合板的焊接工艺评定应按照JB4708?2000《钢制压力容器焊接工艺评定》附录 A （标准的附录） 锈钢复合钢焊接工艺评定"进行，并遵守该标准正文的有关规定。 3?焊接材料的选择 不锈钢复合板的焊接材料按照JB/T4709 —2000《钢制压力容器焊接规程》正文和附 录A （标准的附录）不锈钢复合钢焊接规程”表A1推荐选用。 不锈钢复合板过渡层的焊接十分重要，过渡层焊接材料的选择也十分重要。焊接过渡层的目的，是为了补偿由于稀释所引起的合金元素（如铬、镍等）的降低，使复层焊缝的合金成分保持应有的水平。过渡层焊接时，基层结构钢的局部熔化使不锈钢焊缝合金成分稀释。同时，还有铬、镍合金元素的烧损题目。这样就会降低不锈钢焊缝中的铬、镍合金 元素含量，增加不锈钢焊缝的含碳量，从而使不锈钢焊缝中轻易形成硬而脆的马氏体组织，降低焊接接头
不锈钢复合板焊接(南京首勤) 一、不锈钢复合板下料： 一般用机加工或等离子切割。用等离子切割时方向是从复层往基层，即复层朝上。切割时应采取措施避免将切割熔渣溅落在复层表面上。对剪切不锈钢复合板的，也是复层朝上。但无论用等离子还是剪切下料，都要留有余量，以便后面加工去掉受影响部分。坡口加工一般用机加工制备。 二、材料： 无论板材还是焊材都应符合相关规定。一般用于壳体不锈钢复合板板材（特别是用于封头的板材）都应进行复验（主要是检测钢板的弯曲性能）。 三、焊工资格： 过渡层和复层焊接应由有堆焊资格的焊工焊接，即SMAW-（N12）-II-1G-F4。 四、（A、B类焊缝）焊接顺序： 1.基层碳钢内焊缝焊接； 2.在基层外进行清根和打磨； 3.基层外焊缝焊接； 4.对基层焊缝进行100％RT；
焊道凹陷深度不大于1.5mm，焊缝金属与母材应平缓过渡，不能形成台阶。对不符合要求的焊缝可以用小直径焊条补焊再用砂轮修磨。 6.基层焊缝和过渡层焊缝焊后应有一定凹陷，以便后面焊接，不然就要砂轮打磨。 7.对于封头拼缝，可按A、B类焊接，复层焊缝焊完后只进行100%PT，在封头成型后再进 行100%RT（即两次100%RT）。若有要求复合层焊完进行100%RT，则在封头成型后仍必须进行100%RT（即三次100%RT）。
接管与壳体接头的两种坡口形式示意图 9.对分层或有其他缺陷的不锈钢复合板，在取得设计者同意后可进行补焊。一般可按下图将 基层去掉1.5~2.5mm，再焊过渡层和复层，焊后磨平修光。一般情况下可开长圆孔或圆孔，但最好有一定的倾斜度，以便于焊接时熔合良好。 复层焊条 过渡层焊条
厚105不锈钢板焊接 一、概况： 1．钢板尺寸δ105×φ2500，共4件；材料为0Cr18Ni9Ti； 2．焊接方法为焊条电弧焊（打底焊）+自动埋弧焊，焊条电弧焊焊材为A132/φ4，自动埋弧焊焊材为H0Cr20Ni10Ti/φ4+SJ601 3．焊后板的不平度≤7.5mm，焊时带试板。板焊缝布置如下图 二、焊前准备： 1．坡口如下图： 2．焊前检查坡口错边量≤1mm，板拼接的不平度≤1mm；焊条烘焙250℃×1h，焊剂烘焙350~400℃×2h；坡口用及两侧各30mm范围内进行100%PT/I，再用丙酮擦拭干净。 三、焊接工艺： 1．焊接顺序： （1）．用焊条焊接第1~3道，翻边清根后砂轮打磨直至露出金属光泽，对此
坡口进行100%PT/I，合格后再用焊条焊接第4~8道； （2）．翻边后用自动埋弧焊焊接第9道，再翻边焊接第10道； （3）．依上述用自动埋弧焊焊接；焊接参数按下表 （4）．焊缝金属厚度达到25~30 mm左右时进行100%RT/II，如有缺陷就及时返修，全部焊缝焊完后进行100%RT（γ射线探伤）/II，是否要进行超声波加探按工艺过程卡。 2．焊接关键点： （1）．层间温度≤100℃，焊条电弧焊焊的焊缝应自然冷却，对于自动埋弧焊焊缝可以用水冷或在焊接时背面浇水。控制层间温度是以防热量累积而导致晶粒粗大并有利于抗晶间腐蚀能力。 （2）．每次翻边前都必须检查板的不平度，应视不平度而决定是否要加焊还是要翻边焊，这是控制变形的关键一步。 （3）．两条焊缝焊接方向相同； （4）．在翻边时应在板厚度方向焊同材质的钢板作为吊耳，在焊接1~10道焊缝时应先焊加强筋后再翻边，以防在翻边时由于板本身重量而导致焊缝变形；（5）．在自动埋弧焊尽量多道焊，先焊两侧，后焊中间焊缝。 （6）．焊时应注意清渣。
304不锈钢手工焊 焊接工艺评定试验报告 编制: 审核: 批准: 上海中远船务工程有限公司2006年3月 304不锈钢手工焊 焊接工艺评定评定报告 1.简介: 本焊接工艺评定用手工电弧焊焊接方法进行不锈钢双面焊和单面永久性衬垫焊。 钢板材料: 牌号:304L 厚度: 12mm 焊接位置: 平焊、横焊、立焊、仰焊 2.焊接设备及测试设备: 2.1. 手工电弧焊焊机 牌号:ZXE-3×400 生产厂家:上海向春电焊机厂 2.2. 屏幕显示液压万能试验机 牌号:WES-300C
生产厂家:济南试验机厂 牌号:WE-100 生产厂家:上海试验机厂 2.3.冲击试验机 型号:JB-30B 制造厂:吴忠试验机厂 2.4. 硬度机 牌号:HV-120V 生产厂家:山东 2.5. X射线无损探伤机 牌号:300KV 生产厂家:日本理光 3. 焊接工艺评定内容 试板编号双面焊加衬垫单面焊平焊15 13 横焊8 2 立焊9 3 仰焊7 1 304不锈钢手工焊 焊接工艺评定评定报告
1焊接工艺评定试验内容: A 焊接接头横向抗拉强度试验编号: X-L B 焊接接头冷弯试验 编号: X-B C 焊接接头宏观及硬度试验编号:X-H 注:X为试板编号 2 焊接试板材料及规格 试板牌号: 304L 炉批号: 834562-002 试板规格: 12X200X500 3 焊接材料: 电焊条 焊条牌号:A102 焊条规格:Φ3.2mm Φ4.0mm 炉批号:03149 04133 4 试样取样图: 截弃段
拉伸试样 弯曲试样 冲击及宏观试样 备用段 弯曲试样 拉伸试样 截弃段 5 焊接坡口图60゜-70 ゜ ゜
不锈钢焊接分析 目前的不锈钢压力容器生产企业，普遍采用的主要焊接方法均为成熟的焊接工艺，如钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW）、药芯焊丝电弧焊（FCAW）、埋弧自动焊（SAW）等。对于4～10mm 的1Cr18Ni9Ti薄板不锈钢，主要采用钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW）和药芯焊丝电弧焊（FCAW）；而对于4～10mm的304薄板不锈钢(相当于我国的0Cr18Ni9)，则主要采用钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW），由于药芯焊丝电弧焊（FCAW）采用的保护气体为Ar+CO2，易使焊接接头产生增碳问题，导致其耐腐蚀性能下降，故对于低碳、超低碳不锈钢的焊接，一般情况下不采用药芯焊丝电弧焊。 本文以板厚8mm的低碳、304不锈钢为例，对其常用焊接方法及焊接成本进行分析和对比。 焊接方法分析 钨极氩弧焊采用的保护气体为纯Ar，焊接时它既不与金属起化学反应，也不溶解与液态金属中，故可以避免焊缝中金属元素的烧损和由此带来的其它焊接缺陷，同时因其密度较大，在保护时不易漂浮散失，保护效果好。该焊接方法由于热源和填充焊丝是分别控制的，热量调节方便，使输入焊缝的焊接线能量更容易控制，故适合于各种位置的焊接，也容易实现单面焊双面成型。钨极氩弧焊的最大缺点是熔深浅、熔敷速度慢、生产效率低，因而其焊接变形也就较大。 焊条电弧焊由于操作灵活、方便，焊接设备简单、易于移动，设备费用比其它电弧焊方法低，因而得到了广泛的应用。该焊接方法与熔化极气体保护焊（GMAW）、埋弧自动焊（SAW）等焊接方法相比，其熔敷速度慢及熔敷系数低，并且每焊接完一条焊道均需要清理熔渣，而坡口内的清渣是比较繁琐的。 熔化极惰性气体保护焊（MIG焊），由于采用Ar或在Ar中添加了少量的O2作为保护气体，因而其电弧稳定，熔滴细小且过渡稳定，飞溅很小。该焊接方法的电流密度高、母材熔深深，因而其焊丝的熔化速度和焊缝的熔敷速度高，焊接生产效率高，尤其适于中等厚度和大厚度结构的焊接。该焊接设备比较复杂，设备成本较高。
不锈钢板拼焊的焊接方法 问题1：6mm的316L不锈钢板拼焊用什么焊接方法 回答：可以用手工氩弧焊（MTIG）或CO2焊接方法、手工焊条焊均可。 手工氩弧焊：选用ER316L焊丝，2.5粗或3.2粗的均可；对于6mm厚板材可以采用X型坡口，拼焊时应注意焊接变形问题，可以正面一道，反面一道，尽量抵消焊接变形带来的影响； CO2焊接法：如果要获得较好的效果，可以采用药芯焊丝（E316LT）进行拼焊，选药芯的原因是飞溅极小，焊缝保护效果好，但价格较贵。操作时注意层间清根的操作，必须去除掉药皮后再进行下一道的施焊。 手工焊条焊：也可采用手工焊条焊进行处理。选择A207焊条进行施焊。焊条焊也需要进行层间清根的操作。 问题2：薄不锈钢板用氩弧焊焊接的技巧 回答：这要看你的具体要求，焊缝平整度，变形大小，用不用打磨（抛个光就行），0.7还行了，0.4、05mm的你怎么弄呀，呵呵。一般情况下，0.7的板子焊接好都有一定的变形，大小而已，要想减小它，按底下的步骤试试： 尽量减小焊件之间的缝隙（越紧密越好）； 如果要填焊丝的话，焊丝一定要细，0.8的就可以了； 电流一点要小，小到能溶化焊丝就行，大概30A左右，焊机不同，根据各焊机而定； 焊接速度一定要快，越快越好，变形也就越小，焊缝也就越漂亮，如果有水冷却就更好了；焊机也有讲究，一般选用逆变式交直流焊机，电流比较稳定。这种焊机会稍许贵一点。都是手法问题，多练就行！ 问题3：氩弧焊焊接不锈钢板起泡是什么原因 描述：我在用氩弧焊焊接两块不锈钢板时，第一次烧是正常的，因为有些小洞，所以再进行第二次焊接，但是有泡泡产生，想请教下各位是什么原因，谢谢！ 第一次焊接有些小气泡产生，所以进行补焊，但是气泡更大，无法焊接完好，不锈钢厚度是0.6mm,材质是201，烦请各位能给个好答案！ 回答：可能有以下原因： 1、焊缝清理不干净。有油污、水份等。 2、保护气体不纯。 3、焊丝端头暴露在空气中。 修补办法： 1、将气孔用角向麽光机麽掉 2、清理待焊缝表面。（必要时可用丙酮清理） 3、使用99.99%的氩气 4、焊接时焊丝端头要一直处在惰性气体保护之中。 相信你，会焊好的。 问题4：除氩弧焊之外还有什么焊接不锈钢板 回答：激光焊最好,不过代价太大了。 问题5：请教高手，304# 0.8厚的不锈钢板和201# 0.8厚的不锈钢板用氩弧焊焊接的问题 描述：304# 0.8厚的不锈钢板和201# 0.8厚的不锈钢板用氩弧焊焊接，焊缝会裂开吗？还有，201的板在150度高温95%高湿环境下会生锈吗？