论文部分内容阅读
摘 要：不锈钢是指在大气、水蒸汽、淡水等弱腐蚀介质中耐腐蚀或具有不锈性的钢种称为不锈钢;是不锈耐酸钢的简称。普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀，而耐酸钢则一般均具有不锈性。不锈钢的分类方法很多，不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的应用。
關键词：特点;工艺要点;注意事项
1各类不锈钢的焊接特点
（1）马氏体。可焊性较差，焊接时有强烈的淬火倾向，经焊接加热后在空气中冷却就能导致淬火，使焊缝和热影响区形成坚硬的马氏体组织，因温差引起的热应力和奥氏体转变为马氏体组织的相变应力的综合作用，导致焊后残余应力较大。含碳量愈高，其淬硬性就愈大。还存在由于扩散氢的作用而引起的滞后裂纹。因此，焊接薄板时采用较小的电源，尽可能快的焊速，应使焊道狭窄，熔池体积减小，以免金属过热;厚板焊前应进行预热（200～400 ℃），焊后高温回火或退火，随后缓冷;焊丝、坡口、氩气要清洁、干燥，以消除氢的产生。
（2）铁素体。易在焊合线附近热影响区产生粗晶，使常温塑性、韧性降低而引起脆化;高铬（≥16%Cr）不锈钢焊后在600～400℃阶段缓慢冷却时，会出现475℃脆化，造成韧性恶化。因此，采用小电流、快焊速、窄焊道、加快焊缝冷却的方法，以尽量避免晶粒长大，缩短高温停留时间，防止过热;对高铬不锈钢焊前应预热，使其在韧性温度范围内焊接，但预热温度不应超过150℃，以免焊后冷却缓慢，增加475℃脆性。
（3）奥氏体。由于在奥氏体晶界上有低熔点杂质物，冷却时在焊接收缩应力的作用下易产生热应力，从而产生热裂纹;在550～850℃长时间加热时，焊接热影响区的晶界上析出铬的碳化物，造成贫铬区，因而热影响区易发生晶间腐蚀;由于线膨胀系数较大，导热性较差，而产生较大的焊接应力和变形，易造成热裂纹。因此，避免焊缝过热，选用较小的焊接电流、较快的焊速，缩短高温停留时间，减小熔池面积，避免焊缝、近缝区的晶粒过渡长大;控制输入的焊接热量，采用能量集中的焊接方法，加强冷却，缩短经过危险温度区域的冷却时间;焊后进行消除应力热处理和固溶处理，使焊接时析出的铬的碳化物重新固溶到奥氏体中，或进行稳定化处理;选用超低碳奥氏体焊丝（w（C）≤0.04%）焊接，防止晶粒边界产生贫铬区，提高抗晶间腐蚀的能力。
2不锈钢焊接工艺要点
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）。
（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，即使在水下使用也没问题。在电极焊中，电弧长度决定于人的手：当你改变电极与工件的缝隙时，你也改变了电弧的长度.在大多数情况下，焊接采用直流电，电极既作为电弧载体，同时也作为焊缝填充材料。
（2）MIG/MAG焊接：
这是一种自动气体保护电弧焊接方法。在这种方法中，电弧在保护气体屏蔽下在电流载体金属丝和工件之间稳定发热，机器送入的金属丝作为焊条，在自身电弧下融化。由于MIG/MAG焊接法的通用性和特殊性的优点，至今她仍然是世界上最为广泛的焊接方法，适用于钢、非合金钢、低合金钢和高合金为基的材料。这使得它成为理想的生产和修复的焊接方法。当焊接钢时，MAG可以满足只有0.6mm厚的薄规格钢板的要求。
（3）TIG焊接：
电弧在难熔的钨电焊丝和工件之间产生，一般使用的保护气体是纯氩气，送入的焊丝不带电，既可以手送，也可以机械送，还有一些特定用途则不需要送入焊丝。被焊接的材料决定了是采用直流电还是交流电：采用直流电时，钨电焊丝设定为负极，因为它有很深的焊透能力，对于不同种类的钢是很合适的，但对焊缝熔池没有任何“清洁作用”。
TIG焊接法的主要优点是可以焊接大材料范围广，包括厚度在0.6mm及其以上的工件，材质包括合金钢、铝、镁、铜及其合金、灰口铸铁、普通干、各种青铜、镍、银、钛和铅。
3注意事项：
（1）电弧的长度
电弧的长度与焊条涂料种类和药皮厚度有关系。但都应尽可能采取短弧，特别是低氢焊条。电弧长可能造成气孔。短弧可避免大气中的O2、N2等有害气体侵入焊缝金属，形成氧化物等不良杂质而影响焊缝质量。
（2）焊接速度
适宜的焊接速度是以焊条直径、涂料类型、焊接电流、被焊接物的热容量、结构开头等条件有其相应变化，不能作出标准的规定。保持适宜的焊接速度，熔渣能很好的覆盖着熔潭。使熔潭内的各种杂质和气体有充分浮出时间，避免形成焊缝的夹渣和气孔。
（3）焊丝选用的要点
焊丝的选择要根据被焊钢材种类、焊接部件的质量要求、焊接施工条件（板厚、坡口形状、焊接位置、焊接条件、焊后热处理及焊接操作等待）、成本等综合考虑。
（4）焊丝选用要考虑的顺序如下：
根据被焊结构的钢种选择焊丝 对于碳钢及低合金高强钢，主要是按“等强匹配”的原则，选择满足力学性能要求的焊丝。对于耐热钢和耐候钢，主要是侧重考虑焊缝金属与母材化学成分的一致相似，以满足耐热性和耐腐蚀性等方面的要求。
根据被焊部件的质量要求（特别是冲击韧性）选择焊丝 与焊接条件、坡口形状、保护气体混合比等工艺条件有关，要在确保焊接接头性能的前提下，选择达到最大焊接效率及降低焊接成本的焊接材料。
根据现场焊接位置 对应于被焊工件的板厚选择所使用的焊丝直径，确定所使用的电流值，参考各生产厂的产品介绍资料及使用经验，选择适合于焊接位置及使用电流的焊丝牌号。焊接工艺性能包括电弧稳定性、飞溅颗粒大小及数量、脱渣性、焊缝外观与形状等。总之，随着科学技术的发展，不锈钢品种和数量的增加，以及新的焊接设备的更新，不断探索不锈钢的焊接技术也是急需解决的问题。
参考文献
[1] 中国机械工程学会焊接学会。焊接手册。北京：机械工业出版社。2001：812.
[2] 沈惠塘.坪接技术与高招.北京：机械工业出版社，2004 .
[3] 龚国尚，严绍华.坪工实用手册[M].北京：中国劳动出版社1993.
關键词：特点;工艺要点;注意事项
1各类不锈钢的焊接特点
（1）马氏体。可焊性较差，焊接时有强烈的淬火倾向，经焊接加热后在空气中冷却就能导致淬火，使焊缝和热影响区形成坚硬的马氏体组织，因温差引起的热应力和奥氏体转变为马氏体组织的相变应力的综合作用，导致焊后残余应力较大。含碳量愈高，其淬硬性就愈大。还存在由于扩散氢的作用而引起的滞后裂纹。因此，焊接薄板时采用较小的电源，尽可能快的焊速，应使焊道狭窄，熔池体积减小，以免金属过热;厚板焊前应进行预热（200～400 ℃），焊后高温回火或退火，随后缓冷;焊丝、坡口、氩气要清洁、干燥，以消除氢的产生。
（2）铁素体。易在焊合线附近热影响区产生粗晶，使常温塑性、韧性降低而引起脆化;高铬（≥16%Cr）不锈钢焊后在600～400℃阶段缓慢冷却时，会出现475℃脆化，造成韧性恶化。因此，采用小电流、快焊速、窄焊道、加快焊缝冷却的方法，以尽量避免晶粒长大，缩短高温停留时间，防止过热;对高铬不锈钢焊前应预热，使其在韧性温度范围内焊接，但预热温度不应超过150℃，以免焊后冷却缓慢，增加475℃脆性。
（3）奥氏体。由于在奥氏体晶界上有低熔点杂质物，冷却时在焊接收缩应力的作用下易产生热应力，从而产生热裂纹;在550～850℃长时间加热时，焊接热影响区的晶界上析出铬的碳化物，造成贫铬区，因而热影响区易发生晶间腐蚀;由于线膨胀系数较大，导热性较差，而产生较大的焊接应力和变形，易造成热裂纹。因此，避免焊缝过热，选用较小的焊接电流、较快的焊速，缩短高温停留时间，减小熔池面积，避免焊缝、近缝区的晶粒过渡长大;控制输入的焊接热量，采用能量集中的焊接方法，加强冷却，缩短经过危险温度区域的冷却时间;焊后进行消除应力热处理和固溶处理，使焊接时析出的铬的碳化物重新固溶到奥氏体中，或进行稳定化处理;选用超低碳奥氏体焊丝（w（C）≤0.04%）焊接，防止晶粒边界产生贫铬区，提高抗晶间腐蚀的能力。
2不锈钢焊接工艺要点
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）。
（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，即使在水下使用也没问题。在电极焊中，电弧长度决定于人的手：当你改变电极与工件的缝隙时，你也改变了电弧的长度.在大多数情况下，焊接采用直流电，电极既作为电弧载体，同时也作为焊缝填充材料。
（2）MIG/MAG焊接：
这是一种自动气体保护电弧焊接方法。在这种方法中，电弧在保护气体屏蔽下在电流载体金属丝和工件之间稳定发热，机器送入的金属丝作为焊条，在自身电弧下融化。由于MIG/MAG焊接法的通用性和特殊性的优点，至今她仍然是世界上最为广泛的焊接方法，适用于钢、非合金钢、低合金钢和高合金为基的材料。这使得它成为理想的生产和修复的焊接方法。当焊接钢时，MAG可以满足只有0.6mm厚的薄规格钢板的要求。
（3）TIG焊接：
电弧在难熔的钨电焊丝和工件之间产生，一般使用的保护气体是纯氩气，送入的焊丝不带电，既可以手送，也可以机械送，还有一些特定用途则不需要送入焊丝。被焊接的材料决定了是采用直流电还是交流电：采用直流电时，钨电焊丝设定为负极，因为它有很深的焊透能力，对于不同种类的钢是很合适的，但对焊缝熔池没有任何“清洁作用”。
TIG焊接法的主要优点是可以焊接大材料范围广，包括厚度在0.6mm及其以上的工件，材质包括合金钢、铝、镁、铜及其合金、灰口铸铁、普通干、各种青铜、镍、银、钛和铅。
3注意事项：
（1）电弧的长度
电弧的长度与焊条涂料种类和药皮厚度有关系。但都应尽可能采取短弧，特别是低氢焊条。电弧长可能造成气孔。短弧可避免大气中的O2、N2等有害气体侵入焊缝金属，形成氧化物等不良杂质而影响焊缝质量。
（2）焊接速度
适宜的焊接速度是以焊条直径、涂料类型、焊接电流、被焊接物的热容量、结构开头等条件有其相应变化，不能作出标准的规定。保持适宜的焊接速度，熔渣能很好的覆盖着熔潭。使熔潭内的各种杂质和气体有充分浮出时间，避免形成焊缝的夹渣和气孔。
（3）焊丝选用的要点
焊丝的选择要根据被焊钢材种类、焊接部件的质量要求、焊接施工条件（板厚、坡口形状、焊接位置、焊接条件、焊后热处理及焊接操作等待）、成本等综合考虑。
（4）焊丝选用要考虑的顺序如下：
根据被焊结构的钢种选择焊丝 对于碳钢及低合金高强钢，主要是按“等强匹配”的原则，选择满足力学性能要求的焊丝。对于耐热钢和耐候钢，主要是侧重考虑焊缝金属与母材化学成分的一致相似，以满足耐热性和耐腐蚀性等方面的要求。
根据被焊部件的质量要求（特别是冲击韧性）选择焊丝 与焊接条件、坡口形状、保护气体混合比等工艺条件有关，要在确保焊接接头性能的前提下，选择达到最大焊接效率及降低焊接成本的焊接材料。
根据现场焊接位置 对应于被焊工件的板厚选择所使用的焊丝直径，确定所使用的电流值，参考各生产厂的产品介绍资料及使用经验，选择适合于焊接位置及使用电流的焊丝牌号。焊接工艺性能包括电弧稳定性、飞溅颗粒大小及数量、脱渣性、焊缝外观与形状等。总之，随着科学技术的发展，不锈钢品种和数量的增加，以及新的焊接设备的更新，不断探索不锈钢的焊接技术也是急需解决的问题。
参考文献
[1] 中国机械工程学会焊接学会。焊接手册。北京：机械工业出版社。2001：812.
[2] 沈惠塘.坪接技术与高招.北京：机械工业出版社，2004 .
[3] 龚国尚，严绍华.坪工实用手册[M].北京：中国劳动出版社1993.