不銹鋼管焊接技術研究現狀

在經濟高速發展的今天，海洋、交通、航空都取得了快速發展，使焊接技術有了質的飛躍，焊接工作量實現了突破。由于其表面光滑，不銹鋼管具有抗銹蝕和抗腐蝕等多種優良性能。但是，由于做工不當、材料有缺陷等原因，不銹鋼管的焊接接頭會出現各種缺陷。本文主要對不銹鋼管焊接工藝進行分析和探討。

1、不銹鋼管焊接性分析

不銹鋼管具有強度高、焊接性好、耐腐蝕、易加工、表面光澤等諸多優良特性，已應用于化工、汽車、食品機械、醫藥、儀器儀表、能源等工業和建筑裝飾。廣泛而重要的應用。但是，隨著石油化工、軍工、海洋開發的快速發展，對不銹鋼管提出了更高的要求。傳統的不銹鋼管已不能滿足特殊行業和特殊功能領域的要求。因此，不銹鋼管材料逐漸出現了功能性和特殊性的方向，出現了滿足各種特殊功能要求的超級不銹鋼管和功能性不銹鋼管。鐵素體不銹鋼管含有11% 至30% 的鉻，具有體心立方晶格結構，主要由使用中的鐵素體組成。與奧氏體不銹鋼管相比，鐵素體不銹鋼管具有強度高、冷加工硬化傾向小、導熱系數高、線膨脹系數小等優點。傳統的鐵素體不銹鋼管鋼中C、N等間隙元素含量較高，因此存在韌性差、耐蝕性差、焊接性差等缺點，因此其應用范圍極為有限。近年來，由于不銹鋼管精煉技術的發展和AOD、VOD等工藝的應用，已經可以生產出碳、氮、氧含量低的超純鐵素體不銹鋼管，這使得上述鐵素體不銹鋼管的某些缺點的改進程度和開發了許多具有良好焊接性和優良加工性能的新品種。這類鐵素體不銹鋼管的特點是鉻含量中高，鎳含量很少或不含，而有益的金元素鈮、鈦、鉬等不銹鋼管具有優良的成形性、強度耐腐蝕性和焊接性。使用最廣泛的是奧氏體鉻鎳不銹鋼管。良好的耐腐蝕性是這類不銹鋼管的特點。也可用于要求其低滲透性、零以下溫度下的良好韌性和耐高溫性的場合。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類型、焊接工藝和焊后熱處理來控制其成分和顯微組織。當這類鋼的成分變得復雜、截面更大或使用條件更廣泛時，就會出現許多問題。

二、不銹鋼管焊接工藝分析。

1.奧氏體不銹鋼管。奧氏體不銹鋼管是各種不銹鋼管的統稱，包括這一類的高鉻鎳鋼和高鉻氮錳鋼。它也占有重要的比較地位。由于奧氏體不銹鋼管塑性較好，冷裂傾向較小，焊前無需預熱。在多層焊接過程中避免焊道之間的高溫。一般必須冷卻到100以下才能焊接下一層；否則，接頭冷卻速度慢，會促進碳化鉻的產生，降低抗晶間腐蝕能力。當工件剛性極強時，有時為了避免出現裂紋，需要在焊接前預熱。奧氏體不銹鋼管焊接后原則上不進行熱處理。只有當焊接接頭較脆或需要進一步提高其耐蝕性時，才應根據需要選擇固溶處理、穩定化處理或去應力處理。只有當焊接接頭較脆或需要進一步提高其耐蝕性時，才應根據需要選擇固溶處理、穩定化處理或去應力處理。

2. 沉淀硬化不銹鋼管。沉淀硬化不銹鋼管具有良好的焊接性，可在任何固溶、時效和過時效狀態下焊接。無需焊前預熱或焊后緩冷。但如要求焊接接頭強度相等，則焊接時應使用與母材化學成分相同的填料，焊后應重新進行固溶和時效熱處理。此外，為了限制接頭軟化和偏析，在熔焊焊接馬氏體沉淀硬化不銹鋼管時，必須嚴格限制熱量輸入。首選焊接方法：選擇電阻焊接方法進行焊接時，必須采用嚴格的規范。

3.鐵素體不銹鋼管。焊接鐵素體不銹鋼管時，熱影響區晶粒迅速長大，475脆性，相析出，不僅使接頭脆化，而且增加冷裂傾向。在熔線附近淬火到1000以上的溫度時會發生晶間腐蝕，但可以通過加熱到650850然后緩慢冷卻來去除。由于鐵素體鋼在加熱和冷卻過程中不發生相變，晶粒長大后不能通過熱處理細化。另外，在焊接時，將焊料預熱到100-150C。鉻含量越高，預熱溫度越高。也可以使用鉻不銹鋼管焊條或奧氏體鎳鉻焊條進行焊接。但是，如果使用奧氏體鉻鎳焊條進行焊接，則不需要焊前預熱或焊后熱處理。焊接完成后，需要進行回火，以提高塑性和耐腐蝕性。

3、不銹鋼管焊接技術研究

1. 電極弧度。焊接奧氏體不銹鋼管的技術人員選擇酸性焊條，最好是直流反焊，焊接為負，溫度低，熱量少，直流電源穩定，有利于保證焊接質量。在焊接過程中，最好不要側身擺動電極。使用小電流、快速焊接、無振蕩，單條焊縫形成的焊縫不宜過寬，最好不超過焊條直徑的3倍。

多層焊接時，每層焊完后必須徹底清除夾渣，并控制層間溫度。上一層焊縫冷卻到60以下后，應焊接下一層。由于奧氏體不銹鋼管電阻大，焊接時產生的電阻熱也比較大，相同直徑焊條的焊接電流值比低碳鋼焊條降低20%左右。否則會造成焊接時鍍層發展迅速，紅色失去保護而無法焊接。

2. 氬弧焊。氬弧焊已廣泛用于焊接不銹鋼管。與手工電弧焊相比，具有以下優點：氬氣保護效果好；氬弧溫度高，熱量集中，氬氣流有冷卻作用，焊接熱影響區??；該焊縫強度高，耐腐蝕性能好，焊縫變形小，焊接質量高于手工電弧焊。此外，氬弧焊焊接時無夾渣，無需除渣，焊后無夾渣缺陷，氬弧焊生產率高，易于自動化。

目前應用最廣泛的氬弧焊是手工氬弧焊，用于焊接0.5-3mm的薄板。焊接速度宜適當加快，可減少焊縫變形和焊縫氣孔，但過快會造成焊縫不均勻、焊透不全等缺陷。焊接時盡量避免搖晃。鎢極氬弧焊一般采用直流連接，可防止因電極過熱而使鎢滲入焊縫的現象。

對于厚度大于3mm的不銹鋼管，可采用熔極氬弧焊。熔極氬弧焊的優點是生產率高、焊接熱影響區小、焊縫變形小、耐腐蝕性能好、易于自動化。熔極氬弧焊一般采用直流反接法，要獲得穩定的噴淋過渡形式，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能，在焊后進行表面處理，處理方法包括表面拋光、酸洗和鈍化處理。奧氏體不銹鋼管一般都有耐蝕性要求，所以焊接后，除了對焊縫缺陷進行一般檢查外，還需要進行耐蝕性實驗。

結論：對于不銹鋼管消費逐年增加的現象，從另一個方面反映了我國經濟的不斷發展，人們對生活質量的要求不斷提高，對不銹鋼管的要求不斷提高。管也在不斷增加。目前，我國不銹鋼管焊接還存在一些不足，我們要做的就是不斷提高不銹鋼管的質量，提高不銹鋼管的焊接質量，滿足人們的要求。