常用不锈钢的焊接要点及注意事项样本.docx

1、常用不锈钢的焊接要点及注意事项样本不锈钢焊接要点及注意事项摘要: 通俗地说，不锈钢就是不容易生锈钢，事实上一某些不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。不锈钢不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）形成。这种不锈性和耐蚀性是相对。实验表白，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含水量增长而提高，当铬含量达到一定比例时，钢耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。不锈钢分类办法诸多。按室温下组织构造分类，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢；按重要化学成分分类，基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统；按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海

2、水不锈钢等等，按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等；按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。由于不锈钢材具备优秀耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范畴内强韧性等系列特点，因此在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获获得广泛应用。 奥氏体不锈钢 在常温下具备奥氏体组织不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%10%、C约0.1%时，具备稳定奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢涉及知名18Cr-8Ni钢和在此基本上增长Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性并且具备高

3、韧性和塑性，但强度较低，不也许通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具备良好易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果具有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等腐蚀。此类钢中含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可明显提高其耐晶间腐蚀性能。高硅奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具备全面和良好综合性能，在各行各业中获得了广泛应用。 铁素体不锈钢 在使用状态下以铁素体组织为主不锈钢。含铬量在11%30%，具备体心立方晶体构造。此类钢普通不含镍，有时还具有少量Mo、Ti、Nb等到元素，此类钢具导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性

4、好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀零部件。此类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显减少等缺陷，因而限制了它应用。炉外精炼技术（AOD或VOD）应用可使碳、氮等间隙元素大大减少，因而使此类钢获得广泛应用。 奥氏体-铁素体双相不锈钢 是奥氏体和铁素体组织各约占一半不锈钢。在含C较低状况下，Cr含量在18%28%，Ni含量在3%10%。有些钢还具有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均明显提高，同步还保持有铁素体不锈钢475脆性以及导热系数高，具备超塑性等特点

5、。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具备优良耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。 马氏体不锈钢 通过热解决可以调节其力学性能不锈钢，通俗地说，是一类可硬化不锈钢。典型牌号为Cr13型，如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。粹火后硬度较高，不同回火温度具备不同强韧性组合，重要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械。依照化学成分差别，马氏体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。依照组织和强化机理不同，还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体（或半马氏体）沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。本文重要简介了不锈钢复合钢板对接，角接等形式焊接。前言：耐海水

6、腐蚀环保设备装置海上平台、污水解决装置等既规定有强度保证，又规定具备耐腐蚀和使用寿命长特性，因而使用碳钢与不锈钢复合板制作。其碳钢一面保证其构造强度规定，不锈钢一面保证其耐腐蚀规定。核心词：不锈钢复合钢板，CO2半自动气体保护焊一、施焊前准备工作1、依照产品图纸规定用机械加工办法在接头处，去除不锈钢复合层，对接焊缝需开适当坡口。详见下面典型节点图。2、焊缝两侧各10-20mm宽度范畴内作好清理工作，用钢丝刷或打磨办法，去除氧化物、锈、油、水分等影响焊接质量物质。3、按产品图纸装配，在碳钢侧用CJ422，3.2mm焊条定位焊，定位焊焊工应具备有效岗位操作证书，保证定位焊质量，定位焊有效长度为25

7、-30mm。二、焊接过程1、不锈钢复合钢板对接缝焊接工艺1.1基层碳钢焊接 1.1.1采用埋弧自动焊办法，正面焊一层，翻身后反面先用碳弧气刨办法清根，再封底焊一层。焊接规范如下：位置焊丝焊剂焊丝直径电弧电压焊接电流焊接速度正面H08AJ4315mm31-33V500-550A44-46 cm/min反面H08AJ4315mm32-34V580-620A44-46 cm/min1.1.2焊后清渣，并打磨，规定详见下图。1.1.3焊后用X射线抽样检查，抽样比例为1020%，或用UT探伤检1.2过度层焊接采用CO2半自动气保焊办法，焊接一层，焊接规范选取如下：药芯焊丝 TS-309（天泰）焊丝直径

8、1.2（MM）电弧电压 19-21V焊接电流 130-150A过渡层焊后截面如右图所示：1.3复层焊接采用CO2半自动气体保护焊办法，焊接一层，焊接规范如下：药芯焊丝TS-316L（天泰） 焊丝直径1.2（MM）层间温度150。C复层焊后截面图如下：11焊后清理焊渣，并打磨光顺焊缝后外观检查。2、不锈钢复合钢板角接缝焊接工艺。2.1 基层碳钢焊接2.1.1 按图纸规定焊脚尺寸，采用CO2半自动气保焊办法，进行角接缝焊接。焊接规范规定：药芯焊丝TWE711（天泰）或SF71（当代）焊丝直径1.2（MM）电弧电压1921V焊接电流150180（A）焊缝形式如右图所示：212焊后对焊缝进行清理，去飞

9、溅，清渣，并对不锈钢侧 焊缝进行打磨。22过渡层焊接221采用CO2半自动气保焊办法，焊接一层，焊接规范及焊材选取如下：药芯焊丝TS316（天泰）焊丝直径1.2（MM）电弧电压2022V焊接电流140160（A）层间温度150。C232焊后做好清理工作，去飞溅和焊渣，用外观检查焊缝。233角接缝节点图如下： 三、注意事项1、不锈钢复合钢板对接缝装配时，基准面为不锈钢复层面，防止错边过大，影响复层焊接质量。2、装配，焊接过程中，严防机械碰伤，电弧烧伤不锈钢复层表面。3、严防碳钢焊丝焊接在复层上或过度层焊丝焊在复层上。4、碳钢焊接时飞溅落在复层面上时，要仔细清除。5、焊接过度层时，为了减少稀释率，

10、在保证焊透状况下，应尽量采用小规范。6、凡是参加焊接电焊工，均需有效合格上岗证书，并通过相应机械考核承认，方可上岗操作。7、所用焊接材料均需有效相应材质承认证书。 当前不锈钢压力容器生产公司，普遍采用重要焊接办法均为成熟焊接工艺，如钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW）、药芯焊丝电弧焊（FCAW）、埋弧自动焊（SAW）等。对于410mm1Cr18Ni9Ti薄板不锈钢，重要采用钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW）和药芯焊丝电弧焊（FCAW）；而对于410mm304薄板不锈钢(相称于国内0Cr18Ni9)，则重要采用钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW），由于药芯焊丝电弧

11、焊（FCAW）采用保护气体为Ar+CO2，易使焊接接头产生增碳问题，导致其耐腐蚀性能下降，故对于低碳、超低碳不锈钢焊接，普通状况下不采用药芯焊丝电弧焊。 本文以板厚8mm低碳、304不锈钢为例，对其惯用焊接办法及焊接成本进行分析和对比。 焊接办法分析 钨极氩弧焊采用保护气体为纯Ar，焊接时它既不与金属起化学反映，也不溶解与液态金属中，故可以避免焊缝中金属元素烧损和由此带来其他焊接缺陷，同步因其密度较大，在保护时不易漂浮散失，保护效果好。该焊接办法由于热源和填充焊丝是分别控制，热量调节以便，使输入焊缝焊接线能量更容易控制，故适合于各种位置焊接，也容易实现单面焊双面成型。钨极氩弧焊最大缺陷是熔深浅

12、、熔敷速度慢、生产效率低，因而其焊接变形也就较大。 焊条电弧焊由于操作灵活、以便，焊接设备简朴、易于移动，设备费用比其他电弧焊办法低，因而得到了广泛应用。该焊接办法与熔化极气体保护焊（GMAW）、埋弧自动焊（SAW）等焊接办法相比，其熔敷速度慢及熔敷系数低，并且每焊接完一条焊道均需要清理熔渣，而坡口内清渣是比较繁琐。 熔化极惰性气体保护焊（MIG焊），由于采用Ar或在Ar中添加了少量O2作为保护气体，因而其电弧稳定，熔滴细小且过渡稳定，飞溅很小。该焊接办法电流密度高、母材熔深深，因而其焊丝熔化速度和焊缝熔敷速度高，焊接生产效率高，特别适于中档厚度和大厚度构造焊接。该焊接设备比较复杂，设备成本较

13、高。 表1给出了薄板不锈钢惯用焊接办法有关数据。该表中GTAW焊熔敷速度为实际测量数据。 表1 薄板不锈钢惯用焊接办法数据 焊 接 方 法 TIG SMAW MIG 热源 最小加热面积(cm2) 10-3 10-2 10-4 特性 最大功率密度(W/cm2) 1.5104 104 104105 热效率（功率有效系数） 0.770.99 0.770.87 0.660.69 焊接电流（A） 100130 170200 200300 焊接速度 焊材直径(mm) 2.4 4.0 1.2 及效率 熔敷速度(g/min) 710 1822 7585 熔敷效率(%) 98100 5560 9699 低碳、超

14、低碳薄板不锈钢焊接成本对比 对于薄板不锈钢压力容器，由于其特殊性及有关原则规定，因而对打底焊焊缝背面质量规定比较高。 对于打底焊而言，钨极氩弧焊（GTAW）均优于焊条电弧焊（SMAW）、熔化极惰性气体保护焊（MIG焊）等焊接办法，这重要是由于热源和填充焊丝是分别控制，热量调节以便；同步，该种焊接办法对焊工操作技能、接头组对质量规定不高。因而，对于单面焊双面成型焊接接头，其打底焊均采用钨极氩弧焊（GTAW）。对于不锈钢焊接，焊接时必要充背面保护气（普通为纯Ar），以防止焊缝背面氧化。 1 焊接成本对比 表2给出了板厚8mm、材质304不锈钢对接接头焊接成本对比。表中焊材、气体及工资价格均是按照当

15、前价格进行计算。GTAW焊2.4mm焊丝是直条，长度为36英寸，每根焊丝剩余长度约80100mm；不锈钢焊条剩余长度约5080mm。 表2 薄板不锈钢惯用焊接办法成本对比焊 接 方 法 GTAW GTAW+SMAW GTAW+MIG 施 焊 条 件 V型坡口，对接接头，单面焊双面成型。 母材厚度为8mm，材质为304；坡口角度70，钝边0mm， 根部间隙2.0mm 焊丝直径 打底焊 2.4 2.4 2.4 (mm) 填充及盖面 2.4 - 1.2 焊条直径 打底焊 - - - 焊 (mm) 填充及盖面 - 4.0 - 接 焊接电流 打底焊 110 110 110 规 (A) 填充及盖面 130

16、 170 140 范 电弧电压 打底焊 12 12 12 (V) 填充及盖面 12 24 24 焊缝厚度 打底焊 2.5 2.5 2.5 (mm) 填充及盖面 5.5 5.5 5.5 气体流量(L/min) 20 20 20 需要金属量 打底焊 74.4 74.4 74.4 (g/m) 填充及盖面 407.9 407.9 407.9 综合熔敷效率 打底焊 90 90 90 焊 (%) 填充及盖面 90 48 98 材 焊材消耗量 焊 丝 535.9 82.7 82.7+416.2=498.9 费 (g/m) 焊 条 - 849.8 - 用 焊材单价 焊 丝 70.0 70.0 70.0 (元/

17、kg) 焊 条 - 34.0 - 焊材费用(元/m) 37.51 5.79+28.89=34.68 34.92 熔敷速度 打底焊 7 7 7 气 (g/min) 填充及盖面 10 20 80 体 燃弧时间 打底焊 10.6 10.6 10.6 费 (min/m) 填充及盖面 40.8 20.4 5.1 用 气体单价(元/L) 0.003 0.003 0.003/0.012 气体费用 焊接气体 3.09 0.64 1.85 (元/m) 背面保护气体 3.09 1.86 0.95 其他时间 层间冷却时间 320=60 320=60 120=20 其 (min/m) 清渣时间 33=9 13+210

18、=23 13=3 它 总作业时间(min/m) 120.4 114.0 38.7 费 工资单价(元/h) 11.36 11.36 11.36 用 工资费用(元/m) 22.80 21.58 7.33 电力费用(元/m) 0.64 0.92 0.26 焊接成本(元/m) 67.13 59.68 45.31 固然，焊接成本还涉及焊接设备折旧、维修等费用。由于该费用很少，故本文未予考虑。 各种焊接数据计算公式为： 焊材消耗量=需要金属量综合熔敷效率 焊材费用=焊材消耗量焊材单价 燃弧时间=需要金属量熔敷速度 气体费用=气体流量燃弧时间气体单价 总作业时间=燃弧时间+其他时间 工资费用=总作业时间工资

19、单价 电力费用=（焊接电流电弧电压燃弧时间单价）60000 焊接成本=焊材费用+气体费用+工资费用+电力费用 2 焊接成本分析 以往资料所进行焊接成本对比，均是九十年代初有关数据，它是在不同坡口尺寸条件下进行，且重要是对碳钢、中厚板惯用药芯焊丝电弧焊、实芯焊丝CO2电弧焊、焊条电弧焊等焊接办法进行成本对比与分析。 表2焊接成本是对于相似坡口尺寸、薄板不锈钢进行对比。市场经济条件下产品随客户规定不同而不同，且对于生产制造公司而言，产品也会随不同板厚而采用更加经济焊接工艺。因而，相似类别焊接接头，如果采用不同坡口尺寸，会给生产带来许多弊端和不便。 由表2数据可以看出，对于70V型坡口、304材质、8mm板厚对接次之，GTAW+MIG最低。GTAW+MIG焊接成本约为GTAW67%左右，其焊接生产效率为GTAW3.1倍左右。不但如此，由于MIG焊焊接热输入少，因而GTAW+MIG焊接变形比GTAW要小多，它更有力于产品质量保证。 结论 通过表2焊接成本对比，可以得到如下结论： （1） GTAW+MIG焊焊接成本低，生产效率高，应加以推广应用。 （2） 对于薄板不锈钢焊接，提供了焊接办法选取根据。