在經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，海洋、交通、航空事業(yè)都得到了飛速的發(fā)展，使得焊接技術(shù)有了一個質(zhì)的飛躍，使得焊接工作的量有了很大的突破。不銹鋼管由于其表面光潔，具有不銹和耐蝕性并有其他許多優(yōu)良性能。但是由于工藝不當(dāng)、材料有缺陷等原因會對不銹鋼管焊接接頭造成種種缺陷。本文主要針對不銹鋼管焊接工藝進行分析和討論。

一、不銹鋼管的焊接性分析

不銹鋼管具有高強度、可焊接性、抗腐蝕性、易加工性和表面具有光澤性等許多優(yōu)異的特性，在化工、汽車、食品機械、醫(yī)藥、儀器儀表、能源等工業(yè)及建筑裝飾方面得到了廣泛而重要的應(yīng)用。但隨著石油化工工業(yè)、軍事工業(yè)及海洋開發(fā)的迅速發(fā)展，對不銹鋼管提出了更高的要求，傳統(tǒng)的不銹鋼管已經(jīng)適應(yīng)不了特殊行業(yè)和特殊功能領(lǐng)域的使用要求，因此，不銹鋼管材料也逐步向功能性和特殊性方向發(fā)展，出現(xiàn)了超級不銹鋼管和滿足各種特殊功能要求的功能性不銹鋼管。鐵素體不銹鋼管含鉻量在11％-30％，具有體心立方晶格結(jié)構(gòu)，在使用狀態(tài)下以鐵素體組織為主。鐵素體不銹鋼管與奧氏體不銹鋼管相比，具有強度高，冷加工硬化傾向較低，導(dǎo)熱系數(shù)大、線膨脹系數(shù)小等優(yōu)點。傳統(tǒng)的鐵素體不銹鋼管由于鋼中的C和N等間隙元素含量比較高，因此存在韌性差，耐蝕性和焊接性差等缺點，因此其應(yīng)用范圍極其有限。近年來，由于不銹鋼管精煉技術(shù)的發(fā)展，AOD、VOD等工藝的應(yīng)用，已經(jīng)能生產(chǎn)出低碳、氮和氧的超純鐵素體不銹鋼管，使得上述鐵素體不銹鋼管的缺點得到了一定程度的改善并進一步發(fā)展了許多新的焊接性好、加工性能優(yōu)良的新品種。這類鐵素體不銹鋼管的特點就是中、高鉻，不含或含少量鎳，同時添加了有益金元素鈮、鈦、鉬等該類不銹鋼管成形性、耐蝕性和焊接性優(yōu)良。奧氏體鉻鎳不銹鋼管的使用是最廣泛的，良好的耐蝕性是這類不銹鋼管的特點，它也可被用于需要其低導(dǎo)磁率、良好的零下低溫韌性、高溫強度等場合。奧氏體不銹鋼管成功焊接的一個重要部分是通過選擇焊縫金屬的類型、焊接工藝和焊后熱處理來控制其成分和顯微組織。當(dāng)這類鋼的成分變得復(fù)雜、斷面更大或使用條件要求更廣時就會產(chǎn)生一系列的問題。

二、不銹鋼管的焊接工藝分析

1.奧氏體不銹鋼管。奧氏體不銹鋼管是幾種不銹鋼管的合稱，其中高鉻鎳鋼及高鉻錳氮鋼均屬此類，奧氏不銹鋼管是所有種類的不銹鋼管中應(yīng)用比較廣泛的一種同時也占據(jù)著比較重要的地位。由于奧氏體不銹鋼管具有較好的塑性，冷裂紋傾向較小，因此焊前不必預(yù)熱。多層焊時要避免道間溫度過高，一般應(yīng)冷卻到100℃以下再焊下一層；否則接頭冷卻速度慢，將促使產(chǎn)生碳化鉻而造成耐晶間腐蝕性下降。在工件鋼性極大的情況下，有時為了避免裂紋的產(chǎn)生，不得已進行焊前預(yù)熱。而奧氏體不銹鋼管焊接后，原則上不進行熱處理。只有焊接接頭產(chǎn)生了脆化或要進一步提高其耐蝕能力時，才根據(jù)需要選擇固溶處理、穩(wěn)定化處理或消除應(yīng)力處理。只有焊接接頭產(chǎn)生了脆化或要進一步提高其耐蝕能力時，才根據(jù)需要選擇固溶處理、穩(wěn)定化處理或消除應(yīng)力處理。

2.沉淀硬化型不銹鋼管。沉淀硬化不銹鋼管具有良好的焊接性，可在固溶、時效和過時效的任何狀態(tài)下進行焊接，且焊前無需預(yù)熱，焊后也無需緩冷。但如果要求等強度焊接接頭，則焊接時就必須采用與母材化學(xué)成分相同的填充材料，焊后還需重新進行固溶和時效熱處理。而且為限制接頭的軟化和偏析，在用熔焊方法焊接馬氏體沉淀硬化不銹鋼管時，必須嚴格限制線能量的輸入，以電子束焊、激光焊、脈沖鎢極氬弧焊為優(yōu)先選擇的焊接方法；在選用電阻焊方法焊接時應(yīng)采用硬規(guī)范。

3.鐵素體不銹鋼管。鐵素體不銹鋼管焊接時，由于熱影響區(qū)晶粒急劇長大、475℃脆性和σ相析出不僅引起接頭脆化，而且也使冷裂傾向加大。在溫度高于1000℃的熔合線附近快速冷卻時會產(chǎn)生晶間腐蝕，但經(jīng)650～850℃加熱并隨后緩冷就可以加以消除。由于鐵素體鋼在加熱和冷卻過程中不發(fā)生相變，所以晶粒長大以后，不能通過熱處理來細化。另外，在焊接時，將焊件預(yù)熱100～150℃，含鉻量越高，預(yù)熱溫度越高。還可以選用鉻不銹鋼管焊條或鉻鎳奧氏體焊條進行焊接。然而，如果采用鉻鎳奧氏體焊條進行焊接的話，可不進行焊前預(yù)熱和焊后熱處理。焊接結(jié)束后，還要進行回火處理，目的是改善塑性，提高耐腐蝕性。

三、不銹鋼管焊接工藝研究

1.焊條電弧。焊奧氏體不銹鋼管技師選用酸性焊條，最好也采用直流反接，焊件是負極，溫度低、受熱少，而且直流電源穩(wěn)定，有利于保證焊縫質(zhì)量。焊接過程中，焊條最好不進行橫向擺動。采用小電流、快速焊、不擺動，一次焊成的焊縫不宜過寬，最好不超過焊條直徑的3倍。

多層焊時，每焊完一層要徹底清除熔渣，并控制層間溫度，等到前層焊縫冷卻倒60℃以下后在焊接下一層。由于奧氏體不銹鋼管的電阻較大，焊接時產(chǎn)生的電阻熱較大，所以同樣直徑的焊條焊接電流值應(yīng)比低碳鋼焊條降低20%左右，不然在焊接時會由于藥皮的迅速發(fā)紅失去保護而無法焊接。

2.氬弧焊。氬弧焊目前已普遍用于不銹鋼管的焊接，它與手工電弧焊比較有下列優(yōu)點：氬氣保護效果好;氬弧溫度高，熱量集中，氬氣流有冷卻作用，焊縫熱影響區(qū)小；焊縫強度高，耐腐蝕性好，焊縫變形小，因此焊縫的質(zhì)量比手工電弧焊高。此外，氬弧焊在焊接時無熔渣，不需清渣，焊后無夾渣缺陷，氬弧焊生產(chǎn)率高，易于自動化。

目前氬弧焊應(yīng)用較廣的是手工鎢極氬弧焊，用于焊接0.5-3mm薄板的焊接。焊接時速度應(yīng)適當(dāng)?shù)乜煨@樣可以減少焊件變形和焊縫中的氣孔，但過快會造成焊縫的不均勻和未焊透等缺陷。焊接時應(yīng)盡量避免擺動。鎢極氬弧焊一般采用直流正接，這樣可以防止因電極過熱而造成焊縫中的滲鎢現(xiàn)象。

對于厚度大于3mm的不銹鋼管，可采用熔化極氬弧焊。熔化極氬弧焊的優(yōu)點是生產(chǎn)率高，焊縫的熱影響區(qū)小，焊件的變形小和耐腐蝕性好，并易于自動化。熔化極氬弧焊一般采用直流反接法，為了獲得穩(wěn)定的噴射過渡形式，要求電流大于臨界電流值。為增加奧氏體不銹鋼管的耐腐蝕性，焊后對其進行表面處理，處理方法包括表面拋光、酸洗和鈍化處理等。奧氏體不銹鋼管一般都具有耐蝕性要求，所以焊后除了要進行一般焊接缺陷的檢驗外，還要進行耐蝕性實驗。

結(jié)束語：關(guān)于不銹鋼管消費逐年增加的現(xiàn)象，從另一個側(cè)面反映出了我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對于生活質(zhì)量的要求不斷地提高，對于不銹鋼管的要求也不斷提高。目前我國在不銹鋼管焊接方面仍然存在著一些不足，我們要做的是不斷地改善不銹鋼管的品質(zhì)，提高不銹鋼管焊接質(zhì)量，滿足人們的要求。