不锈钢管焊接技术研究现状

在经济高速发展的今天，海洋、交通、航空都取得了快速发展，使焊接技术有了质的飞跃，焊接工作量实现了突破。由于其表面光滑，不锈钢管具有抗锈蚀和抗腐蚀等多种优良性能。但是，由于做工不当、材料有缺陷等原因，不锈钢管的焊接接头会出现各种缺陷。本文主要对不锈钢管焊接工艺进行分析和探讨。

1、不锈钢管焊接性分析

不锈钢管具有强度高、焊接性好、耐腐蚀、易加工、表面光泽等诸多优良特性，已应用于化工、汽车、食品机械、医药、仪器仪表、能源等工业和建筑装饰。广泛而重要的应用。但是，随着石油化工、军工、海洋开发的快速发展，对不锈钢管提出了更高的要求。传统的不锈钢管已不能满足特殊行业和特殊功能领域的要求。因此，不锈钢管材料逐渐出现了功能性和特殊性的方向，出现了满足各种特殊功能要求的超级不锈钢管和功能性不锈钢管。铁素体不锈钢管含有11% 至30% 的铬，具有体心立方晶格结构，主要由使用中的铁素体组成。与奥氏体不锈钢管相比，铁素体不锈钢管具有强度高、冷加工硬化倾向小、导热系数高、线膨胀系数小等优点。传统的铁素体不锈钢管钢中C、N等间隙元素含量较高，因此存在韧性差、耐蚀性差、焊接性差等缺点，因此其应用范围极为有限。近年来，由于不锈钢管精炼技术的发展和AOD、VOD等工艺的应用，已经可以生产出碳、氮、氧含量低的超纯铁素体不锈钢管，这使得上述铁素体不锈钢管的某些缺点的改进程度和开发了许多具有良好焊接性和优良加工性能的新品种。这类铁素体不锈钢管的特点是铬含量中高，镍含量很少或不含，而有益的金元素铌、钛、钼等不锈钢管具有优良的成形性、强度耐腐蚀性和焊接性。使用最广泛的是奥氏体铬镍不锈钢管。良好的耐腐蚀性是这类不锈钢管的特点。也可用于要求其低渗透性、零以下温度下的良好韧性和耐高温性的场合。奥氏体不锈钢管成功焊接的一个重要部分是通过选择焊缝金属类型、焊接工艺和焊后热处理来控制其成分和显微组织。当这类钢的成分变得复杂、截面更大或使用条件更广泛时，就会出现许多问题。

二、不锈钢管焊接工艺分析。

1.奥氏体不锈钢管。奥氏体不锈钢管是各种不锈钢管的统称，包括这一类的高铬镍钢和高铬氮锰钢。它也占有重要的比较地位。由于奥氏体不锈钢管塑性较好，冷裂倾向较小，焊前无需预热。在多层焊接过程中避免焊道之间的高温。一般必须冷却到100以下才能焊接下一层；否则，接头冷却速度慢，会促进碳化铬的产生，降低抗晶间腐蚀能力。当工件刚性极强时，有时为了避免出现裂纹，需要在焊接前预热。奥氏体不锈钢管焊接后原则上不进行热处理。只有当焊接接头较脆或需要进一步提高其耐蚀性时，才应根据需要选择固溶处理、稳定化处理或去应力处理。只有当焊接接头较脆或需要进一步提高其耐蚀性时，才应根据需要选择固溶处理、稳定化处理或去应力处理。

2. 沉淀硬化不锈钢管。沉淀硬化不锈钢管具有良好的焊接性，可在任何固溶、时效和过时效状态下焊接。无需焊前预热或焊后缓冷。但如要求焊接接头强度相等，则焊接时应使用与母材化学成分相同的填料，焊后应重新进行固溶和时效热处理。此外，为了限制接头软化和偏析，在熔焊焊接马氏体沉淀硬化不锈钢管时，必须严格限制热量输入。首选焊接方法：选择电阻焊接方法进行焊接时，必须采用严格的规范。

3.铁素体不锈钢管。焊接铁素体不锈钢管时，热影响区晶粒迅速长大，475脆性，相析出，不仅使接头脆化，而且增加冷裂倾向。在熔线附近淬火到1000以上的温度时会发生晶间腐蚀，但可以通过加热到650850然后缓慢冷却来去除。由于铁素体钢在加热和冷却过程中不发生相变，晶粒长大后不能通过热处理细化。另外，在焊接时，将焊料预热到100-150C。铬含量越高，预热温度越高。也可以使用铬不锈钢管焊条或奥氏体镍铬焊条进行焊接。但是，如果使用奥氏体铬镍焊条进行焊接，则不需要焊前预热或焊后热处理。焊接完成后，需要进行回火，以提高塑性和耐腐蚀性。

3、不锈钢管焊接技术研究

1. 电极弧度。焊接奥氏体不锈钢管的技术人员选择酸性焊条，最好是直流反焊，焊接为负，温度低，热量少，直流电源稳定，有利于保证焊接质量。在焊接过程中，最好不要侧身摆动电极。使用小电流、快速焊接、无振荡，单条焊缝形成的焊缝不宜过宽，最好不超过焊条直径的3倍。

多层焊接时，每层焊完后必须彻底清除夹渣，并控制层间温度。上一层焊缝冷却到60以下后，应焊接下一层。由于奥氏体不锈钢管电阻大，焊接时产生的电阻热也比较大，相同直径焊条的焊接电流值比低碳钢焊条降低20%左右。否则会造成焊接时镀层发展迅速，红色失去保护而无法焊接。

2. 氩弧焊。氩弧焊已广泛用于焊接不锈钢管。与手工电弧焊相比，具有以下优点：氩气保护效果好；氩弧温度高，热量集中，氩气流有冷却作用，焊接热影响区小；该焊缝强度高，耐腐蚀性能好，焊缝变形小，焊接质量高于手工电弧焊。此外，氩弧焊焊接时无夹渣，无需除渣，焊后无夹渣缺陷，氩弧焊生产率高，易于自动化。

目前应用最广泛的氩弧焊是手工氩弧焊，用于焊接0.5-3mm的薄板。焊接速度宜适当加快，可减少焊缝变形和焊缝气孔，但过快会造成焊缝不均匀、焊透不全等缺陷。焊接时尽量避免摇晃。钨极氩弧焊一般采用直流连接，可防止因电极过热而使钨渗入焊缝的现象。

对于厚度大于3mm的不锈钢管，可采用熔极氩弧焊。熔极氩弧焊的优点是生产率高、焊接热影响区小、焊缝变形小、耐腐蚀性能好、易于自动化。熔极氩弧焊一般采用直流反接法，要获得稳定的喷淋过渡形式，要求电流大于临界电流值。为增加奥氏体不锈钢管的耐腐蚀性能，在焊后进行表面处理，处理方法包括表面抛光、酸洗和钝化处理。奥氏体不锈钢管一般都有耐蚀性要求，所以焊接后，除了对焊缝缺陷进行一般检查外，还需要进行耐蚀性实验。

结论：对于不锈钢管消费逐年增加的现象，从另一个方面反映了我国经济的不断发展，人们对生活质量的要求不断提高，对不锈钢管的要求不断提高。管也在不断增加。目前，我国不锈钢管焊接还存在一些不足，我们要做的就是不断提高不锈钢管的质量，提高不锈钢管的焊接质量，满足人们的要求。