不銹鋼管焊接技術(shù)研究現狀

在經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，海洋、交通、航空都取得了快速發(fā)展，使焊接技術(shù)有了質(zhì)的飛躍，焊接工作量實(shí)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(yōu)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(huì )出現各種缺陷。本文主要對不銹鋼管焊接工藝進(jìn)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(yōu)良特性，已應用于化工、汽車(chē)、食品機械、醫藥、儀器儀表、能源等工業(yè)和建筑裝飾。廣泛而重要的應用。但是，隨著(zhù)石油化工、軍工、海洋開(kāi)發(fā)的快速發(fā)展，對不銹鋼管提出了更高的要求。傳統的不銹鋼管已不能滿(mǎn)足特殊行業(yè)和特殊功能領(lǐng)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(mǎn)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(xiàn)膨脹系數小等優(yōu)點(diǎn)。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(diǎn)，因此其應用范圍極為有限。近年來(lái)，由于不銹鋼管精煉技術(shù)的發(fā)展和AOD、VOD等工藝的應用，已經(jīng)可以生產(chǎn)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(diǎn)的改進(jìn)程度和開(kāi)發(fā)了許多具有良好焊接性和優(yōu)良加工性能的新品種。這類(lèi)鐵素體不銹鋼管的特點(diǎn)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(yōu)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(lèi)不銹鋼管的特點(diǎn)。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(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、截面更大或使用條件更廣泛時(shí)，就會(huì )出現許多問(wèn)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(chēng)，包括這一類(lèi)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(wú)需預熱。在多層焊接過(guò)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(huì )促進(jìn)碳化鉻的產(chǎn)生，降低抗晶間腐蝕能力。當工件剛性極強時(shí)，有時(shí)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(jìn)行熱處理。只有當焊接接頭較脆或需要進(jìn)一步提高其耐蝕性時(shí)，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(jìn)一步提高其耐蝕性時(shí)，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(shí)效和過(guò)時(shí)效狀態(tài)下焊接。無(wú)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(shí)應使用與母材化學(xué)成分相同的填料，焊后應重新進(jìn)行固溶和時(shí)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(shí)，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(jìn)行焊接時(shí)，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(shí)，熱影響區晶粒迅速長(cháng)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(xiàn)附近淬火到1000以上的溫度時(shí)會(huì )發(fā)生晶間腐蝕，但可以通過(guò)加熱到650850然后緩慢冷卻來(lái)去除。由于鐵素體鋼在加熱和冷卻過(guò)程中不發(fā)生相變，晶粒長(cháng)大后不能通過(guò)熱處理細化。另外，在焊接時(shí)，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(jìn)行焊接。但是，如果使用奧氏體鉻鎳焊條進(jìn)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(jìn)行回火，以提高塑性和耐腐蝕性。

3、不銹鋼管焊接技術(shù)研究

1. 電極弧度。焊接奧氏體不銹鋼管的技術(shù)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(zhì)量。在焊接過(guò)程中，最好不要側身擺動(dòng)電極。使用小電流、快速焊接、無(wú)振蕩，單條焊縫形成的焊縫不宜過(guò)寬，最好不超過(guò)焊條直徑的3倍。

多層焊接時(shí)，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(shí)產(chǎn)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(huì )造成焊接時(shí)鍍層發(fā)展迅速，紅色失去保護而無(wú)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(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(zhì)量高于手工電弧焊。此外，氬弧焊焊接時(shí)無(wú)夾渣，無(wú)需除渣，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(guò)快會(huì )造成焊縫不均勻、焊透不全等缺陷。焊接時(shí)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(guò)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(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率高、焊接熱影響區小、焊縫變形小、耐腐蝕性能好、易于自動(dòng)化。熔極氬弧焊一般采用直流反接法，要獲得穩定的噴淋過(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能，在焊后進(jìn)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(jìn)行一般檢查外，還需要進(jìn)行耐蝕性實(shí)驗。

結論：對于不銹鋼管消費逐年增加的現象，從另一個(gè)方面反映了我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對生活質(zhì)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(zhì)量，提高不銹鋼管的焊接質(zhì)量，滿(mǎn)足人們的要求。