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(gè)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、材料有缺陷等原因會(huì )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(jìn)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(chē)、食品機械、醫藥、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用。但隨著(zhù)石油化工工業(yè)、軍事工業(yè)及海洋開(kāi)發(fā)的迅速發(fā)展，對不銹鋼管提出了更高的要求，傳統的不銹鋼管已經(jīng)適應不了特殊行業(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，出現了超級不銹鋼管和滿(mǎn)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構，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，導熱系數大、線(xiàn)膨脹系數小等優(yōu)點(diǎn)。傳統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(diǎn)，因此其應用范圍極其有限。近年來(lái)，由于不銹鋼管精煉技術(shù)的發(fā)展，AOD、VOD等工藝的應用，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(diǎn)得到了一定程度的改善并進(jìn)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(lèi)鐵素體不銹鋼管的特點(diǎn)就是中、高鉻，不含或含少量鎳，同時(shí)添加了有益金元素鈮、鈦、鉬等該類(lèi)不銹鋼管成形性、耐蝕性和焊接性?xún)?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(lèi)不銹鋼管的特點(diǎn)，它也可被用于需要其低導磁率、良好的零下低溫韌性、高溫強度等場(chǎng)合。奧氏體不銹鋼管成功焊接的一個(gè)重要部分是通過(guò)選擇焊縫金屬的類(lèi)型、焊接工藝和焊后熱處理來(lái)控制其成分和顯微組織。當這類(lèi)鋼的成分變得復雜、斷面更大或使用條件要求更廣時(shí)就會(huì )產(chǎn)生一系列的問(wèn)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(chēng)，其中高鉻鎳鋼及高鉻錳氮鋼均屬此類(lèi)，奧氏不銹鋼管是所有種類(lèi)的不銹鋼管中應用比較廣泛的一種同時(shí)也占據著(zhù)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，因此焊前不必預熱。多層焊時(shí)要避免道間溫度過(guò)高，一般應冷卻到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(shí)為了避免裂紋的產(chǎn)生，不得已進(jìn)行焊前預熱。而奧氏體不銹鋼管焊接后，原則上不進(jìn)行熱處理。只有焊接接頭產(chǎn)生了脆化或要進(jìn)一步提高其耐蝕能力時(shí)，才根據需要選擇固溶處理、穩定化處理或消除應力處理。只有焊接接頭產(chǎn)生了脆化或要進(jìn)一步提高其耐蝕能力時(shí)，才根據需要選擇固溶處理、穩定化處理或消除應力處理。

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(shí)效和過(guò)時(shí)效的任何狀態(tài)下進(jìn)行焊接，且焊前無(wú)需預熱，焊后也無(wú)需緩冷。但如果要求等強度焊接接頭，則焊接時(shí)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(jìn)行固溶和時(shí)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(shí)，必須嚴格限制線(xiàn)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(shí)應采用硬規范。

3.鐵素體不銹鋼管。鐵素體不銹鋼管焊接時(shí)，由于熱影響區晶粒急劇長(cháng)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(xiàn)附近快速冷卻時(shí)會(huì )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(guò)程中不發(fā)生相變，所以晶粒長(cháng)大以后，不能通過(guò)熱處理來(lái)細化。另外，在焊接時(shí)，將焊件預熱100～150℃，含鉻量越高，預熱溫度越高。還可以選用鉻不銹鋼管焊條或鉻鎳奧氏體焊條進(jìn)行焊接。然而，如果采用鉻鎳奧氏體焊條進(jìn)行焊接的話(huà)，可不進(jìn)行焊前預熱和焊后熱處理。焊接結束后，還要進(jìn)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，而且直流電源穩定，有利于保證焊縫質(zhì)量。焊接過(guò)程中，焊條最好不進(jìn)行橫向擺動(dòng)。采用小電流、快速焊、不擺動(dòng)，一次焊成的焊縫不宜過(guò)寬，最好不超過(guò)焊條直徑的3倍。

多層焊時(shí)，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(shí)產(chǎn)生的電阻熱較大，所以同樣直徑的焊條焊接電流值應比低碳鋼焊條降低20%左右，不然在焊接時(shí)會(huì )由于藥皮的迅速發(fā)紅失去保護而無(wú)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(diǎn)：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??；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(shí)無(wú)熔渣，不需清渣，焊后無(wú)夾渣缺陷，氬弧焊生產(chǎn)率高，易于自動(dòng)化。

目前氬弧焊應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(shí)速度應適當地快些，這樣可以減少焊件變形和焊縫中的氣孔，但過(guò)快會(huì )造成焊縫的不均勻和未焊透等缺陷。焊接時(shí)應盡量避免擺動(dòng)。鎢極氬弧焊一般采用直流正接，這樣可以防止因電極過(guò)熱而造成焊縫中的滲鎢現象。

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(diǎn)是生產(chǎn)率高，焊縫的熱影響區小，焊件的變形小和耐腐蝕性好，并易于自動(dòng)化。熔化極氬弧焊一般采用直流反接法，為了獲得穩定的噴射過(guò)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(jìn)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(jìn)行一般焊接缺陷的檢驗外，還要進(jìn)行耐蝕性實(shí)驗。

結束語(yǔ)：關(guān)于不銹鋼管消費逐年增加的現象，從另一個(gè)側面反映出了我國經(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(zhù)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(mǎn)足人們的要求。