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。
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
低碳、超低碳薄板不锈钢焊接成本对比
对于薄板不锈钢压力容器，由于其特殊性及相关标准的要求，因而对打底焊的焊缝背面的质量要求比较高。对于打底焊而言，钨极氩弧焊（GTAW）均优于焊条电弧焊（SMAW）、熔化极惰性气体保护焊（MIG焊）等焊接方法，这主要是由于热源和填充焊丝是分别控制的，热量调节方便；同时，该种焊接方法对焊工的操作技能、接头的组对质量要求不高。因此，对于单面焊双面成型的焊接接头，其打底焊均采用钨极氩弧焊（GTAW）。对于不锈钢的焊接，焊接时必须充背面保护气（通常为纯Ar），以防止焊缝背面的氧化。
1 焊接成本对比
表2给出了板厚8mm、材质304不锈钢对接接头的焊接成本对比。表中的焊材、气体及工资的价格均是按照目前的价格进行计算的。GTAW焊的Ф2.4mm的焊丝是直条的，长度为36英寸，每根焊丝的剩余长度约80～100mm；不锈钢焊条的剩余长度约50～80mm。
表2 薄板不锈钢常用焊接方法的成本对比
焊接方法GTAW GTAW+SMAW GTAW+MIG
施焊条件V型坡口，对接接头，单面焊双面成型。
母材厚度为8mm，材质为304；坡口角度70°，钝边0mm，根部间隙2.0mm 焊丝直径打底焊Φ2.4 Φ2.4 Φ2.4
(mm) 填充及盖面Φ2.4 ---- Φ1.2
焊条直径打底焊---- ---- ----
焊(mm) 填充及盖面---- Φ4.0 ----
接焊接电流打底焊110 110 110
规(A) 填充及盖面130 170 140
范电弧电压打底焊12 12 12
(V) 填充及盖面12 24 24
焊缝厚度打底焊 2.5 2.5 2.5
(mm) 填充及盖面5.5 5.5 5.5
气体流量(L/min) 20 20 20
需要金属量打底焊74.4 74.4 74.4
(g/m) 填充及盖面407.9 407.9 407.9
综合熔敷效率打底焊90 90 90
焊(%) 填充及盖面90 48 98
材焊材消耗量焊丝535.9 82.7 82.7+416.2=498.9
费(g/m) 焊条---- 849.8 ----
用焊材单价焊丝70.0 70.0 70.0
(元/kg) 焊条---- 34.0 ----
焊材费用(元/m) 37.51 5.79+28.89=34.68 34.92
熔敷速度打底焊7 7 7
气(g/min) 填充及盖面10 20 80
体燃弧时间打底焊10.6 10.6 10.6
费(min/m) 填充及盖面40.8 20.4 5.1
用气体单价(元/L) 0.003 0.003 0.003/0.012
气体费用焊接气体 3.09 0.64 1.85
(元/m) 背面保护气体3.09 1.86 0.95
其它时间层间冷却时间3×20=60 3×20=60 1×20=20
其(min/m) 清渣时间3×3=9 1×3+2×10=23 1×3=3
它总作业时间(min/m) 120.4 114.0 38.7
费工资单价(元/h) 11.36 11.36 11.36
用工资费用(元/m) 22.80 21.58 7.33
电力费用(元/m) 0.64 0.92 0.26
焊接成本(元/m) 67.13 59.68 45.31
当然，焊接成本还包括焊接设备的折旧、维修等费用。由于该费用很少，故本文未予考虑。各种焊接数据的计算公式为：
焊材消耗量=需要金属量÷综合熔敷效率
焊材费用=焊材消耗量×焊材单价
燃弧时间=需要金属量÷熔敷速度
气体费用=气体流量×燃弧时间×气体单价
总作业时间=燃弧时间+其它时间
工资费用=总作业时间×工资单价
电力费用=（焊接电流×电弧电压×燃弧时间×单价）÷60000
焊接成本=焊材费用+气体费用+工资费用+电力费用
2 焊接成本分析
以往的资料所进行的焊接成本对比，均是九十年代初的相关数据，它是在不同坡口尺寸条件下进行的，且主要是对碳钢、中厚板常用的药芯焊丝电弧焊、实芯焊丝CO2电弧焊、焊条电弧焊等焊接方法进行成本对比与分析。
表2的焊接成本是对于相同的坡口尺寸、薄板不锈钢进行对比的。市场经济条件下的产品随客户要求的不同而不同，且对于生产制造企业而言，产品也会随不同板厚而采取更加经济的焊接工艺。因此，相同类别的焊接接头，如果采用不同的坡口尺寸，会给生产带来许多弊端和不便。
由表2的数据可以看出，对于70°的V型坡口、304材质、8mm板厚的对接次之，GTAW+MIG最低。GTAW+MIG的焊接成本约为GTAW的67%左右，其焊接生产效率为GTAW的3.1倍左右。不仅如此，由于MIG焊的焊接热输入少，因而GTAW+MIG的焊接变形比GTAW要小的多，它更有力于产品的质量保证。
结论
通过表2的焊接成本对比，可以得到如下结论：
（1）GTAW+MIG焊的焊接成本低，生产效率高，应加以推广应用。
（2）对于薄板不锈钢的焊接，提供了焊接方法的选择依据。
焊接成本的估算规律 广泛采用焊接结构是机械制造工艺发展的一个重要趋势。在一些工业发达国家，焊接结构已占机械坯件的40%左右。为了在制造之前即预知焊接成本，以下就工业上最常应用的CO 2保护焊和埋弧自动焊的成本估算方法进行讨论。 1.1焊接成本的影响因素分析影响 整个焊接过程最终成本的因素有： (1)钢板的准备(切割、开坡口等)、定位和矫正等辅助工时费用； (2)焊接燃弧工时费用； (3)重新起弧、清理焊缝和消除应力等辅助工时费用和管理费用； (4)焊条、焊剂及保护气体等的材料费用及电费。 其中，焊缝所需的金属填充量直接影响焊接燃弧工时与焊条等的材料消耗，对焊接成本影响较大。例如板厚6mm的对接焊，装配间隙4.5mm的焊缝截面积约为间隙0.8mm时截面积的5倍，后者的焊接速度比前者快3倍，而相同焊接时间内后者焊丝消耗量约为前者的7 1%。因此要降低焊接成本，就要很好地控制焊缝金属量。 1.2焊接工时和焊接成本的计算 焊接燃弧时间 式中Mi为焊缝金属重量，Mi=Vi·ρ，ρ为焊缝金属密度，Vi为焊缝金属体积，Vi=Li·Ai，Li 为焊缝长，Ai为焊缝截面积，可表示为焊缝特征参数的函数即Ai=ｆ(S，α，β，ｂ，ρ，Ｈ，Ｒ)；Ei为单位时间内焊缝金属填充量；Ｎ为焊缝数。 工艺辅助时间tF由用来将物件集中、矫正和定位所花的时间t1与换焊条、重新起弧、去焊渣、清理焊缝所花的时间t2组成，可分别计算如下[3，4]： 式中C1i、C2i为特定的加工工时系数，αi为难度系数，Gi为焊接件重量，Xi为零件数，Si 为板厚，Li为焊缝长，ｎ为需集中、定位后焊接的焊缝数，Ｎ为总焊缝数。 另外，焊缝金属材料费用及电费可计算如下：
金属材料的焊接性能 （1）焊接性能良好的钢材主要有： 低碳钢（含碳量<0.25）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量<0.20）；不锈钢（合金元素含量>3、含碳量<0.18）。 （2）焊接性能一般的钢材主要有： 中碳钢（合金元素含量<1、含碳量0.25～0.35）；低合金钢（合金元素含量<3、含碳量<0.30）；不锈钢（合金元素含量13～25、含碳量￡0.18） （3）焊接性能较差的钢材主要有： 中碳钢（合金元素含量<1、含碳量0.35～0.45）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量0.30～0.40）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量0.20）。 （4）焊接性能不好的钢材主要有： 中、高碳钢（合金元素含量<1、含碳量>0.45）；低合金钢（合金元素含量1～3、含碳量>0.40）；不锈钢（合金元素含量13、含碳量0.30～0.40）。 焊条和焊丝选择的基本要点如下： 同类钢材焊接时选择焊条主要考虑以下几类因素： 考虑工件的物理、机械性能和化学成分；考虑工件的工作条件和使用性能； 考虑工件几何形状的复杂程度、刚度大小、焊接坡口的制备情况和焊接部位所处的位置等；考虑焊接设备情况；考虑改善焊接工艺和环保；考虑成本。 异种钢材和复合钢板选择焊条主要考虑以下几类焊接情况： 一般碳钢和低合金钢间的焊接；低合金钢和奥氏体不锈钢之间的焊接；不锈钢复合钢板的焊接。 焊条和焊丝的选择参数查阅机械设计手册中焊条和焊丝等章节和焊条分类及型号（GB 980-76）、焊条的性能和用途（GB 980～984-76）等有关国家标准。 ###15CrMoR的换热器的热处理工艺 ***当板厚超过筒体内径的3％时，卷板后壳体须整体热处理。 *** 15CrMoR焊接性能良好。手工焊用E5515-B2（热307）焊条，焊前预热至200-250℃（小口径薄壁管可不预热），焊后650-700℃回火处理。自动焊丝用H13CrMoA和焊剂250等。 ###压力容器用钢的基本要求 压力容器用钢的基本要求：较高的强度,良好的塑性、韧性、制造性能和与相容性。 改善钢材性能的途径：化学成分的设计,组织结构的改变,零件表面改性。 本节对压力容器用钢的基本要求作进一步分析。 一、化学成分 钢材化学成分对其性能和热处理有较大的影响。 1、碳:碳含量增加时，钢的强度增大，可焊性下降，焊接时易在热影响区出现裂纹。 因此压力容器用钢的含碳量一般不应大于0.25%。2、钒、钛、铌等：在钢中加入钒、钛、铌等元素，可提高钢的强度和韧性。
不锈钢管道焊接工艺 Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022
摘要：本文介绍了不锈钢管道TIG+MAG焊接工艺，与全氩焊和氩电联焊相比，TIG+MAG焊的生产效率大大提高，焊接质量有所提高。该项技术已在电厂管道焊接中得到应用。 1 案例分析 0Cr18Ni9不锈钢φ530mm×11mm 大管水平固定全位置对接接头主要用于电厂润滑油管道中，焊接难度较高, 对焊接接头质量要求较高，内表面要求成形良好，凸起适中，焊后要求PT、RT检验。以往均采用TIG 焊或手工电弧焊，前者效率低、成本高，后者质量难以保证且效率低。为既保证质量又提高效率，采用TIG内、外填丝法焊底层，MAG焊填充及盖面层，使质量、效率都得到保证。 0Cr18Ni9不锈钢热膨胀率、导电率均与碳钢及低合金钢差别较大，且熔池流动性差，成形较差，特别在全位置焊接时更突出。在MAG焊过程中, 焊丝伸出长度必须小于10mm，焊枪摆动幅度、频率、速度及边缘停留时间配合适当，动作协调一致，随时调整焊枪角度，使焊缝表面边缘熔合整齐, 成形美观，以保证填充及盖面层质量。 2 焊接方法及焊前准备 焊接方法 材质为0Cr18Ni9，管件规格为φ530mm×11 mm，采用手工钨极氩弧焊打底，混合气体（CO2+Ar）保护焊填充及盖面焊，立向上的水平固定全位置焊接。 焊前准备
2.2.1 清理油、锈等污物，将坡口面及周围10mm内修磨出金属光泽。 2.2.2 检查水、电、气路是否畅通，设备及附件应状态良好。 2.2.3 按尺寸进行装配，定位焊采用肋板固定（2点、7点、11点为定位块固定），也可采用坡口内点固，但必须注意定位焊质量。 2.2.4 管内充氩气保护。 3 TIG焊工艺 焊接参数 采用φ2.5 mm的Wce-20钨极，钨极伸出长度4~6mm，不预热，喷嘴直径12mm，其它参数见表1。 操作方法 3.2.1 管子对接水平固定焊缝是全位置焊接。因此焊接难度较大，为防止仰焊内部焊缝内凹，打底层采用仰焊部位（六点两侧各60°）内填丝，立、平焊部位外填丝法进行施焊。 3.2.2 引弧前应先在管内充氩气将管内空气置换干净后再进行焊接，焊接过程中焊丝不能与钨极接触或直接深入电弧的弧柱区，否则造成焊缝夹钨和破坏电弧稳定，焊丝端部不得抽离保护区，以避免氧化，影响质量。 3.2.3 由过6点5mm处起焊，无论什么位置的焊接，钨极都要垂直于管子的轴心，这样能更好地控制熔池的大小，而且可使喷嘴均匀地保护熔池不被氧化。
奥氏体不锈钢304焊接性评定试验报告 奥氏体不锈钢304具有非常好的塑性和韧性,这决定了它具有良好的弯折、卷曲和冲压成型性，因而便于制成各种形状的构件、容器或管道；奥氏体型不锈钢304的耐腐蚀性能特别优良，是它获得最为广泛应用的根本原因。也正是这样，在评价焊接质量时必然特别强调焊接接头的开裂倾向、焊接缺陷敏感性和耐晶间腐蚀等的能力。 本报告结合奥氏体不锈钢304的焊接特点，进行了手工钨极氩弧焊评定性试验，现就试验结果作一介绍 一、奥氏体不锈钢的焊接特点： 奥氏体不锈钢韧性、塑性好，焊接时不会发生淬火硬化，尽管其线膨胀系数比碳钢大得多，焊接过程中的弹塑性应力应变量很大，却极少出现冷裂纹；尽管有很强的加工硬化能力，由于焊接接头不存在淬火硬化区，所以，即使受焊接热影响而软化的区域，其抗拉强度仍然不低。304钢的热胀冷缩特别大所带来的焊接性的问题，主要有两个：一是焊接热裂纹，这与奥氏体不锈钢的晶界特性和对某些微量杂质如硫、磷等敏感有关；二是焊接变形大。 1、焊接接头的热裂纹及其对策 1.1焊接接头产生热裂纹的原因 单相奥氏体组织的奥氏体型不锈钢焊接接头易发生焊接热裂纹，这种裂纹是在高温状态下形成的。常见的裂纹形式有弧坑裂纹、热影响区裂纹、焊缝横向和纵向裂纹。就裂纹的物理本质上讲，有凝固裂纹、液化裂纹和高温低塑性裂纹等多种。奥氏体型不锈钢易产生焊接接头热裂纹的主要原因有以下几点： 1）焊缝金属凝固期间存在较大的拉应力，这是产生凝固裂纹的必要条件。由于奥氏体型不锈钢的热导率小，线膨胀系数大，在焊接区降温（收缩）期焊接接头必然要承受较大的拉应力，这也促成各种类型热裂纹的产生。 2）方向性强的焊缝柱状晶组织的存在，有利于有害杂质的偏析及晶间液态夹层的形成。 3）奥氏体不锈钢的品种多，母材及焊缝的合金组成比较复杂。含镍量高的合金对硫和磷形成易熔共晶更为敏感，在某些钢中硅和铌等元素，也能形成有害的易熔晶间层。 1.2避免奥氏体型不锈钢焊接热裂纹的途径。 （1）冶金措施 1）焊缝金属中增添一定数量的铁素体组织，使焊缝成为奥氏体-铁素体双相组织，能很有效地防止焊缝热裂纹的产生。这是由于铁素体能够溶解较多的硫、磷等微量元素，使其在晶界上数量大大减少；同时由于奥氏体晶界上的低熔点杂质被铁素体分散和隔开，避免了低熔点杂质呈连续网状分布，从而阻碍热裂纹的扩展和延伸。常用以促成铁素体的元素有铬、钼、钒等。 2）控制焊缝金属中的铬镍比，对于304型不锈钢来说，当焊接材料的铬镍比小于1.61时，就易产生热裂纹；而铬镍比达到2.3～3.2时，就可以防止热裂纹的产生。这一措施的 实质也是保证有一定量的铁素体的存在。 3）在焊缝金属中严格限制硼、硫、磷、硒等有害元素的含量，以防止热裂纹的产生。对于不允许存在铁素体的纯奥氏体焊缝，可以加入适当的锰，少许的碳、氮，同时减少硅的含量。 （2）工艺措施 1）采用适当的焊接坡口或焊接方法，使母材金属在焊缝金属中所占的分量减少（即小的熔合比）。与此同时，在焊接材料的化学成分中加入抗裂元素，且其有害杂质硫、磷的含
1、Q345R 焊接性分析 （1）冷裂纹及影响因素 Q345R 含有少量的合金元素，碳当量比较低，一般情况下（除环境温度很低或钢板厚度较大时）冷裂倾向不大。 ○ 1碳当量（Ceq ） 脆硬倾向主要取决于刚的化学成分，其中以碳的作用最明显。可以通过碳当量公式大致估算不同钢种的冷裂敏感性。通常碳当量越高，冷裂问敏感性越大，国际焊接学会（IIW ）推荐的碳当量公式为 ）（%1556n Ni Cu V Mo Cr M C CE ++++++ = 根据以上公式计算Q345R 的碳当量为： %32.0(%)6115.0=+=CE 由上可知：CE ≤0.4%，故Q345R 在焊接过程中基本无脆硬倾向，冷裂问敏感性小，焊接性优良，不需要预热和严格控制热输入。 ○ 2脆硬倾向 焊接热影响区产生脆硬的马氏体或M+B+F 混合组织时，对氢致裂纹敏感，而产生B 或者B+F 组织时，对氢致裂纹不敏感。脆硬倾向可以通过焊接热影响区连续冷却组织转变图（SHCCT ）来进行分析，凡是脆硬倾向大的刚材，连续冷却曲线都是都是往右移。但是由于冷却条件不同，不同曲线的右移程度是不同的。 Q345R 焊接连续冷却组织转变图（SHCCT ） 如上图：Q345R 在连续冷却时，珠光体转变右移，是快冷过程中铁素体析出后剩下来的富碳奥氏体来不及转变为珠光体，而是转变为含碳较高的贝氏体和马氏体，具有脆硬倾向。从上图可以看出Q345R 焊条电弧焊快冷时，热影响区会出现少量铁素体、贝氏体和大量马氏体。 ○ 3热影响区最高硬度 热影响区最高硬度是评定钢材脆硬倾向和冷裂纹敏感性的一个简便的办法。最高硬度允许值就是一个刚好不出现裂纹的临界硬度值，热影响区最高硬度与裂纹率的关系如图所示，
市瑞昌电力技术 不锈钢焊接工艺规 生产部/质检部
不锈钢焊接工艺标准 一氩弧焊接 1.目的 为规焊工操作，保证焊接质量，不断提高焊工的实际操作技术水平,特编制本指导书。 2. 编制依据 2.1. 设计图纸 2.2.《手工钨极氩弧焊技术及其应用》 2.3.《焊工技术考核规程》 3. 焊接准备 3.1. 焊接材料 焊丝：H1Cr18Ni9Ti φ1、φ1.5、φ2.5、φ3 焊丝应有制造厂的质量合格证，领取和发放有焊材管理员统一管理。焊丝在使用前应清除油锈及其他污物，露出金属光泽。 3. 2. 氩气 氩气瓶上应贴有出厂合格标签，其纯度≥99.95%，所用流量6-9升/分钟，气瓶中的氩气不能用尽，瓶余压不得低于0.5MPa ，以保证充氩纯度。 3.3. 焊接工具 3.3.1. 采用直流电焊机。 3.3.2. 选用的氩气减压流量计应开闭自如，没有漏气现象。切记不可先开流量计、后开气瓶，造成高压气流直冲低压，损坏流量计；关时先关流量计而后关氩气瓶。 3.3.3. 输送氩气的胶皮管，不得与输送其它气体的胶皮管互相串用，可用新的氧气胶皮管代用，长度不超过30米。 3.4. 其它工器具 焊工应备有：手锤、砂纸、扁铲、钢丝刷、电磨工具等，以备清渣和消缺。 4．工艺参数 不锈钢焊接工艺参数选取表 表一 壁厚mm 焊丝直 径mm 钨极 直径 mm 焊接电流 A 氩气流 量 L/min 焊接 层次 喷嘴 直径 mm 电源 极性 焊缝 余高 mm 焊缝 宽度 mm 1 1.0230-50616正接13 2 1.2240-60616正接14 3 1.6-2.4360-9081-28正接1-2.55 4 1.6-2.4380-10081-28正接1-2.06 5. 工序过程
焊接行业发展特点及趋势 【摘要】焊接是一种低成本、高科技连接材料的可靠工艺方法。到目前为止，还没有另外一种工艺比焊接更为广泛地应用于材料间的连接，并对所焊产品产生更大的附加值。因此无论现在和将来，焊接都是成功地将各种材料加工成可投入市场产品的首选工艺。焊接技术已发展成为融材料学、力学、热处理学、冶金学、自动控制学、电子学、检验学等学科为一体的综合性学科。要我们从业者不断去研究。 【关键词】焊接行业;发展特点;趋势 焊接作为一种现代的先进主导制造工艺技术，正逐步集成到产品的主寿命过程，焊接作为一种广泛的系统工程，其应用范围不仅应用于重型机械、电力设备、石油化工、交通运输、建筑工程、航天航空等行业，还扩大到电子器件、家用电器、医疗器械、通讯工程等领域。 1.焊接行业现状分析 1.1焊接材料 目前国产碳钢及低合金钢焊条完全能满足国内市场需求。不锈钢、堆焊焊条也能满足国内大部分用户要求，但对一些特殊性能焊条和特殊母材用焊条还要大量从国外进口。 1.2 焊接装备 焊接装备包括焊接设备、焊接辅机具和切割设备。 1.2.1传统的国有、集体企业 近四年来，由于产品技术含量低，开发资金不足，人才外流，企业包袱过重，以及体制和债务等因素，使不少企业竞争能力下降。近来一些企业经过大规模的技术改造，开发新型产品，逐步走出困境。 1.2.2具有外资背景的企业 即外商投资和合资企业。近四年来，这类企业从数量和规模上都得到了很大发展，主要由于他们的生产技术先进、管理方法规范、资金力量雄厚、市场经验丰富、体制机制灵活。近几年来。具有外资背景的企业异军突起，在国内市场占有率逐年提高，呈欣欣向荣状态，他们在焊接装备行业中起到了举足轻重的作用。 1.3焊接技术应用
学科门类：单位代码： 毕业设计说明书（论文） 奥氏体不锈钢及Q235钢焊接工艺要点与焊接性分析 学生姓名 所学专业 班级 学号 指导教师 XXXXXXXXX系 二○**年X X月
目录 摘要........................................................ - 3 - 绪论........................................................ - 4 - 第一章奥氏体不锈钢及Q235钢简介.................................. - 5 - 1.1奥氏体不锈钢及其物理性质简介..................................... - 5 - 1.2低碳钢物理性质及其特点........................................... - 5 - 1.3奥氏体不锈钢及其焊接性........................................... - 6 - 1.4低碳钢及其焊接性................................................. - 6 - 1.5不锈钢焊接的防范措施............................................. - 6 - 第二章 18-8钢及Q235焊接时容易遇到的问题 .......................... - 7 - 2.1晶间腐蚀......................................................... - 7 - 2．2焊接热裂纹...................................................... - 7 - 2.3应力腐蚀开裂..................................................... - 7 - 2.4焊缝脆化......................................................... - 7 - 2.5焊接变形的防止方法............................................... - 8 - 2.6 Q235钢焊接时容易遇到的问题...................................... - 8 - 第三章奥氏体不锈钢的焊接特点 .................................. - 8 - 3.1焊接热裂纹....................................................... - 8 - 3.2晶间腐蚀......................................................... - 9 - 3.3应力腐蚀开裂..................................................... - 9 - 3.4焊接接头的σ相脆化............................................... - 9 - 第四章奥氏体不锈钢与Q235焊材选用............................... - 10 - 4.1奥氏体不锈钢的选材.............................................. - 10 - 4.2奥氏体不锈钢焊接要点............................................ - 10 - 4.3 Q235的选材..................................................... - 10 - 第五章低碳钢与奥氏体不锈钢的焊接性分析........................... - 11 - 5.1焊缝金属化学成分的稀释.......................................... - 11 - 5.2凝固过渡层的形成................................................ - 12 - 5.3碳迁移过渡层的形成.............................................. - 13 - 5.4残余应力的形成.................................................. - 13 - 第六章低碳钢与奥氏体不锈钢的焊接工艺要点......................... - 13 - 6.1焊接方法........................................................ - 13 - 6.2焊接材料........................................................ - 13 - 6.3焊接工艺要点.................................................... - 14 - 第七章实例分析............................................... - 14 -
史上最全的不锈钢焊接工艺 不锈钢焊接工艺技术要点不锈钢焊管是在焊 管成型机上，由不锈钢板经若干道模具碾压成型并经焊接而成。由于不锈钢的强度较高，且其结构为面心立方晶格，易形成加工硬化，使焊管成型时：一方面模具要承受较大的摩擦力，使模具容易磨损；另一方面，不锈钢板料易与模具表面形成粘结（咬合），使焊管及模具表面形成拉伤。因此，好的不锈钢成型模具必须具备极高的耐磨和抗粘结（咬合）性能。我们对进口焊管模具的分析表明，该类模具的表面处理都是采用超硬金属碳化物或氮化物覆层处理。激光焊接、高频焊接与传统的熔化焊接相比具有焊接速度快、能量密度高、热输入小的特点，因此热影响区窄、晶粒长大程度小、焊接变形小、冷加工成形性能好，容易实现自动化焊接、厚板单道一次焊透，其中最重要的特点是Ⅰ形坡口对接焊不需要填充材料。焊接技术主要应用在金属母材上，常用的有电弧焊，氩弧焊，CO2保护焊，氧气-乙炔焊，激光焊接，电渣压力焊等多种，塑料等非金属材料亦可进行焊接。金属焊接方法有40种以上，主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池。熔池随热源向前移动，冷却后
形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。在熔焊过程中，如果大气与高温的熔池直接接触，大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池，还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。压焊是在加压条件下，使两工件在固态下实现原子间结合，又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊，当电流通过两工件的连接端时，该处因电阻很大而温度上升，当加热至塑性状态时，在轴向压力作用下连接成为一体。各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料。多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程，因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损，和有害元素侵入焊缝的问题，从而简化了焊接过程，也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短，因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料，往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用，而发生组织和性能变化，这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同，焊后在焊缝和热影
不锈钢焊接冶金学及焊接性 第1章引言 本书涉及到目前可以用作工程材料的广泛范围的不锈钢系列。这个系列包括各类不锈钢，按微观组织分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和双相不锈钢（奥氏体和铁素体）。 1.1不锈钢的定义 不锈钢是一类Fe-C、Fe-C-Cr和Fe-Cr-Ni为合金系的高合金钢。作为一类不锈的钢必须含有质量分数不低于10.5%的铬。含有这个最低含量的钢在其表面可以形成一个惰性氧化层，这个惰性氧化层可以保护内层的金属在不含腐蚀介质的空气中不被氧化和腐蚀。某些铬的质量分数低于11%的钢，比如用于电站的w （Cr）=9%铬合金的钢有时也被划为不锈钢。另外某些铬的质量分数w（Cr）=12%的钢，甚至更高铬含量的钢，暴露在空气中也会生锈。这是因为某些铬被结合为碳化物或其他化合物而降低了母材中的铬含量，使其低于形成连续氧化物保护层所必需的铬含量水平。 不锈钢的腐蚀有多种形式，包括点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀。腐蚀的形式受腐蚀环境、材料的冶金状态和局部应力的影响。工程师和设计师在选择用于腐蚀条件下的不锈钢时，必须充分了解结构的腐蚀环境和制造过程对材料冶金行为的重要影响。 即使在高温下，不锈钢也有好的抗氧化性，因而也常常被称为耐热钢。高温抗氧化性也是含有铬成分的一个主要功能，某些高铬合金钢（w（Cr）=25%～30%）能用于1000℃的高温。另外一种耐热性是指高温防渗碳，为了具有这种耐热性，开发了含有中等含量的铬[w(Cr=16%)]和镍含量很高[w(Ni)=35%]的一类不锈钢。 1.2不锈钢的发展史
1.3不锈钢的种类及其应用 紧接着碳钢和C-Mn钢，不锈钢是最广泛应用的钢种。 和其他材料以成分来分类有所不同，不锈钢的分类是基于其冶金学上起主导作用的相成分。在不锈钢中三种可能的相成分是马氏体、铁素体和奥氏体。双相钢含有近似50%的奥氏体和50%的铁素体，从而得益于这两种相所期望的性能。析出硬化（PH）类钢因形成强化析出相并由时效热处理硬化而得名。PH不锈钢又进而由在其中形成析出相的母相或基体被分为：马氏体类、半奥氏体类和奥氏体类。 美国钢铁研究院（AISI）用三个数字，有时附加一个字母的系列来标识不锈钢，例如304，304L，410和413等。磁性也可以用来鉴别某些不锈钢。奥氏体类不锈钢本质上是非磁性的。少量参与铁素体或冷加工可能引起轻微的铁磁性，但其磁性明显的低于磁性材料。铁素体和马氏体类不锈钢是铁磁性的。双相钢由于有较高的铁素体含量，而有相对较强的磁性。 对于不同类型的不锈钢，其物理性能如导热性、热膨胀性和力学性能可以变化很大并影响其焊接性。例如奥氏体不锈钢导热性差而线胀系数高，因而焊接时引起的变形大于其他类型（主要是铁素体和马氏体钢种）。 1.4不锈钢的耐蚀性能 大多数情况下选用不锈钢是因其有较高的耐腐蚀性和耐热性。由于形成惰性的富铬氧化物层，不锈钢本身能够避免困扰碳-锰结构钢和低合金结构钢的一般性腐蚀问题。然而不锈钢可能遭受其他情况下的腐蚀，因而必须从工作环境考虑对其精心选择和应用。本书只对可用于不锈钢焊件的腐蚀机理做一般性的小结。 在不锈钢中发生的两种局部性腐蚀是点蚀和缝隙腐蚀。从机理上看两种腐蚀是相似的，都引起严重的局部侵蚀。从点蚀的名词可以看出其是由于惰性膜局部被损而造成的，并且总和某些冶金学上的特殊区域，如晶界、金属间化合物组分等有关。一旦惰性层破裂，层下面的金属受到腐蚀而在表面形成小点穴，随后点穴中的溶液化学成分发生变化使侵蚀性（即酸性）不断增强而导致很快的表面下侵蚀和相邻腐蚀穴的连接，最终导致构件的破坏。由于点蚀只有很小的针眼暴露在表面，因此可以很隐蔽。 缝隙腐蚀从机理上看很相似，但其产生不再需要存在某些冶金上的特殊区域，而从“缝隙”这个名词上可以看到本来就有一个四周围着的空间存在，在其中化学溶液成分发生和点蚀类似的变化。缝隙腐蚀普遍在螺栓连接结构中发生，此时螺栓头和被栓接的表面提供了这种缝隙。点蚀和缝隙腐蚀都容易在含有氯化
灰铸铁焊接性分析 一、灰铸铁焊接性分析 灰铸铁在化学成分上的特点是碳高及S、P杂质高，这就增大了焊接接头对冷却速度变化的敏感性及冷热裂纹的敏感性。在力学性能上的特点是强度低，基本无塑性。焊接过程具有冷速快及焊件受热不均匀而形成焊接应力较大的特殊性。这些因素导致焊接性不良。 主要问题两方面：一方面是焊接接头易出现白口及淬硬组织。 另一方面焊接接头易出现裂纹。 (一)焊接接头易出现白口及淬硬组织 见P103，以含碳为3%，含硅2.5%的常用灰铸铁为例，分析电弧焊焊后在焊接接头上组织变化的规律。 1.焊缝区 当焊缝成分与灰铸铁铸件成分相同时，则在一般电弧焊情况下，由于焊缝冷却速度远远大于铸件在砂型中的冷却速度，焊缝主要为共晶渗碳体+二次渗碳铁+珠光体，即焊缝基本为白口铸铁组织。 防止措施： 焊缝为铸铁①采用适当的工艺措施来减慢焊逢的冷却速度。如：增大线能量。②调整焊缝化学成分来增强焊缝的石墨化能力。 异质焊缝：若采用低碳钢焊条进行焊接，常用铸铁含碳为3%左右，就是采用较小焊接电流，母材在第一层焊缝中所占百分比也将为1／3～1／4，其焊缝平均含碳量将为0.7%～1.0%,属于高碳钢（C＞0.6%）。这种高碳钢焊缝在快冷却后将出现很多脆硬的马氏体。 采用异质金属材料焊接时，必须要设法防止或减弱母材过渡到焊缝中的碳产生高硬度组织的有害作用。思路是：改变C的存在状态，使焊缝不出现淬硬组织并具有一定的塑性，例如使焊缝分别成为奥氏体，铁素体及有色金属是一些有效的途径。 2.半熔化区 特点：该区被加热到液相线与共晶转变下限温度之间，温度范围1150～1250℃。该区处于液固状态，一部分铸铁已熔化成为液体，其它未熔部分在高温作用下已转变为奥氏体。 1）冷却速度对半熔化区白口铸铁的影响 V冷很快，液态铸铁在共晶转变温度区间转变成莱氏体，即共晶渗碳体加奥氏体。继续冷却则为C所饱和的奥氏体析出二次渗碳体。在共析转变温度区间，奥氏体转变为珠光体。由于该区冷速很快，在共析转变温度区间，可出现奥氏体→马氏体的过程，并产生少量残余奥氏体。 该区金相组织见P104 图4-5 其左侧为亚共晶白口铸铁，其中白色条状物为渗碳体，黑色点、条状物及较大的黑色物为奥氏体转变后形成的珠光体。右侧为奥氏体快冷转变成的竹叶状高碳马氏体，白色为残余奥氏体。还可看到一些未熔化的片状石墨。 当半熔化区的液态金属以很慢的冷却速度冷却时，其共晶转变按稳定相图转变。最后其室温组织由石墨+铁素体组织组成。 当该区液态铸铁的冷却速度介于以上两种冷却速度之间时，随着冷却速度由快到慢，或为麻口铸铁，或为珠光体铸铁，或为珠光体加铁素体铸铁。 影响半熔化区冷却速度的因素有：焊接方法、预热温度、焊接热输入、铸件厚度等因素。 例：电渣焊时，渣池对灰铸铁焊接热影响区先进行预热，而且电渣焊熔池体积大，焊接速度较慢，使焊接热影响区冷却缓慢，为防止半熔化区出现白口铸铁焊件预热到650～700℃再进行焊接的过程称热焊。这种热焊工艺使焊接熔池与HAZ很缓慢地冷却，从而为防止焊接接头白口铸铁及高碳马氏体的产生提供了很好的条件。
316L不锈钢的焊接工艺 1．奥氏体不锈钢的性能和焊接性分析 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 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不锈钢的焊接，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。 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。其成化学分见表 1。 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范围内的油污等清理干净。 2.3.2 焊接工艺 （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。 (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。
钣金加工工艺流程 1简介 按钣金件的基本加工方式，如下料、折弯、拉伸、成型、焊接、表面处理。本此讲述每一种加工方式所要注意的工艺要求。 2下料 下料根据加工方式的不同，可分为普冲、数冲、剪板、激光切割等，由于加工方法的不同，下料的加工工艺性也有所不同。钣金下料的主要方式为数冲和激光切割。 2.1数冲是用数控转塔冲床加工，板材厚度加工范围为冷扎板、热扎板小于或等于 3.0mm,铝板小于或等于 4.0mm，不锈钢小于或等于2.0mm。加工板材最大尺寸1250mm*4000mm。 2.2激光切割机在现代的生活生产中应用广泛，他可以分为三种类型，YAG固体激光切割机、CO2激光切割机、光纤激光切割机。简单地介绍一下三种激光切割机的优点：
（一）YAG固体激光切割机 YAG固体激光切割机具有价格低、稳定性好的特点，但能量效率低，目前产品的输出功率大多在600W以下，由于输出能量小，主要用于打孔、点焊及切割8mm以下的材料。 主要优点：能切割其他激光切割机都无法切割的铝板，铜板以及大多数有色金属材料。主要缺点：切割速度慢，不能切割非金属材料。 （二）CO2激光切割机 CO2激光切割机，一般功率都在2000-4000W之间，可稳定切割20mm以内的碳钢，10mm以内的不锈钢，8mm以下的铝合金，以及木材、亚克力、PP、有机玻璃等非金属材料，主要缺点：实际使用用运营成本很高，且切割时耗气量很大,很难甚至不能切割铝板，铜板等高反射材料。 （三）光纤激光切割机 光纤激光切割机由于它可以通过光纤传输，一般功率1000W-6000W之间，主要优点：耗电少，维护方便，速度快，主要缺点：配件耗材等相关维护费用极高，很难甚至不能切割铝板，铜板等高反射材料。 激光切加工板材的最大尺寸一般：1500mm*4000mm，加工最小孔径≥1T。
兰州工业学院 毕业设计（论文） 题目0Cr18Ni9（304）奥氏体不锈钢焊接性分析及焊接工艺评定 系别材料工程系
专业焊接技术及自动化 班级焊接技术及自动化11-2 姓名何旺 指导教师（职称）胡春霞讲师 日期 2014年3月
兰州工业学院 毕业设计（论文）任务书 材料工程系2014届焊接技术及自动化专业 毕业设计（论文）任务书 毕业设计（论文）题目金属材料焊接工艺评定课题内容性质科学研究 课题来源性质教师收集的结合生产实际的课题实验 校内（外）指导教师职 称 工作单位及部门 联系方 式 胡春霞讲师材料工程院 一、题目说明（目的和意义）： 毕业设计是本专业教学过程的最后一个重要环节，也是培养学生分析问题和解决问题能力的主要方法，通过毕业设计，要求学生全面综合运用所学基本理论，基本技能和生产实践知识；学习系统地综合运用所学的知识和技能解决实际工程问题的本领，巩固和加深对所学知识的理解，并且通过毕业设计的实践扩大和补充知识，使认识提高到一个新的水平。通过毕业设计的实践，培养调查研究的习惯和工作能力，练习查阅资料和有关标准，查阅工具书或参考书，合理选择实验方法、实验设备，正确操作、分析，并能以实验分析过程和毕业论文表达设计的思想和结果。通过毕业设计，不但要提高解决具体问题的独立工作能力，而且应建立正确的设计和科研思想，加强思想性，牢固树立实事求是和严肃认真的工作态度。
二、设计（论文）要求（工作量、内容）： 1、总要求： 要求每个学生根据给定的毕业设计题目独立完成焊材制备，焊接材料、方法及设备的选择，焊接操作，金相试样的制备、腐蚀、观察与图片收集，焊缝形状、质量、力学性能的测试等实验工作量，根据文献及相关的理论知识对实验结果进行分析总结，并得出结论,根据结论可进行相应的补充实验，完成毕业设计论文一份，毕业设计完成后进行答辩。 2、给定的条件和要求： 实验设备类型、种类齐全；实验药品齐全；查阅文献，明确毕业设计的意义及目的；严格按照标准及操作规程进行实验。 3、确定总体方案： 分析国内外金属材料焊接的发展和趋势，了解毕业设计任务书给定的条件和用途，可到工厂进行调研、了解焊接结构制造的经验，进行毕业设计可行性分析和论证，最后确定总体方案，并编制技术路线图。 注：技术路线图在论文中要以图表形式出现。 4、具体要求： （1）明确所用金属材料的分类及应用。 （2）明确所用金属材料的化学成分、力学性能、显微组织等。 （3）分析所用金属材料的焊接性。 各种裂纹、脆化及软化产生的可能性， （4）明确所用金属材料的焊接工艺要点。 1）焊接方法及设备 ①确定与母材相对应的焊接方法种类及选择依据 根据母材的种类（碳钢、合金钢、不锈钢、有色金属等）选择相应的焊接方法（焊条电弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊、熔化极氩弧焊、TIG焊等）。
不锈钢罐焊接工艺内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
不锈钢罐焊接工艺 简介： 1.目的 为规范焊工操作，保证焊接质量，不断提高焊工的实际操作技术水平,特编制本指导书。 2.编制依据 2.1.设计图纸 2.2.《手工钨极氩弧焊技术及其应用》 2.3.《焊工技术考核规程》 3.焊接准备 3.1.焊接材料 焊丝：H... 1.目的 为规范焊工操作，保证焊接质量，不断提高焊工的实际操作技术水平,特编制本指导书。 2. ? 编制依据 2.1. 设计图纸 2.2.《手工钨极氩弧焊技术及其应用》 2.3.《焊工技术考核规程》 3. ? 焊接准备 3.1. 焊接材料 焊丝：H1Cr18Ni9Ti φ1、φ1.5、φ2.5、φ3 焊丝应有制造厂的质量合格证，领取和发放有焊材管理员统一管理。焊丝在使用前应清除油锈及其他污物，露出金属光泽。 3. 2. ? 氩气 氩气瓶上应贴有出厂合格标签，其纯度≥99.95%，所用流量6-9升/分钟，气瓶中的氩气不能用尽，瓶内余压不得低于0.5MPa ，以保证充氩纯度。 3.3. ? 焊接工具 3.4. ? 其它工器具 焊工应备有：手锤、砂纸、扁铲、钢丝刷、电磨工具等，以备清渣和消缺。 5. 工序过程 5.1. ? 焊工必须按照“考规”规定经相应试件考试合格后，方可上岗位焊接。 5.2. ? 严禁在被焊件表面随意引燃电弧、试验电流或焊接临时支撑物等。
5.3. ? 焊工所用的氩弧焊把、氩气减压流量计，应经常检查，确保在氩弧焊封底时氩气为层流状态。 5.4. ? 接口前应将坡口表面及母材内、外壁的油、漆、垢锈等清理干净，直至发出金属光泽，清理范围为每侧各为10-15mm，对口间隙为2.5～3.5mm。 5.5. ?接口间隙要匀直，禁止强力对口，错口值应小于壁厚的10%，且不大于1mm。 5.6. ? 接口局部间隙过大时，应进行修整，严禁在间隙内添加塞物。 5.7. ? 接口合格后，应根据接口长度不同点4-5点，点焊的材料应与正式施焊相同，点焊长度10-15mm，厚度3-4mm。 5.8. ? 打底完成后，应认真检查打底焊缝质量，确认合格后再进行氩弧焊盖面焊接。 5.9. ? 引弧、收弧必须在接口内进行，收弧要填满熔池，将电弧引向坡口熄弧。 5.10. ? 点焊、氩弧焊、盖面焊，如产生缺陷，必须用电磨工具磨除后，再继续施焊，不得用重复熔化方法消除缺陷。 5.11. ? 应注意接头和收弧质量，注意接头熔合应良好，收弧时填满熔池。为保证焊缝严密性。 5.12. ? 盖面完毕应及时清理焊缝表面熔渣、飞溅。 6. ? 质量标准： 6.1. 质量按Q/ZB74-73 焊接通用技术条件和机械结构用不锈钢焊接管 (GB/T12770—2002)标准检验。 ? 6.2. 缺陷种类、原因分析及改进方法
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 绪论 随着工业技术的日益发展，一般奥氏体不锈钢难以满足应力腐蚀、点腐蚀和缝隙隧洞式腐蚀的要求。为此，冶金工作者进行了大量研究，研制出奥氏体—铁素体型不锈钢，即双相不锈钢。 传统的奥氏体不锈钢在晶间腐蚀、应力腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀等局部腐蚀方面的抗力不足，尤其是应力腐蚀引起的断裂，其危害性极大。双相不锈钢是近二十年来开发的新钢种。通过正确控制各合金元素比例和热处理工艺使其固溶组织中铁素体相和奥氏体相各约占50％，从而将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。 所谓双相不锈钢是在其固溶组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半，一般量少相的含量也需要达到30%。在含C较低的情况下，Cr含量在18%-28%，Ni含量在3%-10%。有些钢还含有Mo、Cu、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间副食和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。 由于两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点，它将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，正是这些优越的性能使双相不锈钢作为可焊接的结构材料发展迅速，80年代以来已成为和马氏体型、奥氏体型和铁素体型不锈钢并列的一个钢类。 上世纪30年代就已在瑞典的试验室中研制出双相不锈钢（3RE60、Uranus50等），但是双相不锈钢真正产业化还是在上世纪60年代以后，其发展经历了3代历程。 1.1 我国双相不锈钢的应用 双相不锈钢是根据石油化工中强酸强碱造成的局部点蚀、应力腐蚀以及孔穴式腐蚀现象，一般不锈钢难以胜任的容器、管道以及零部件等而研制的，但由于