不锈钢焊接性能的分析

胡鑫

【摘 要】在現代新型工业发展的过程当中，不锈钢广泛使用于各种机械装置设备的制造和生产，而在使用不锈钢的过程中，不锈钢焊接技术成为机械生产当中一个重要的生产加工环节。特别是对于石油、化工、医药、食品、电力、电子、航空航天、船舶、锅炉等大型机械设备的生产与运用，焊接技术所承担的角色显得尤为重要。那么，本文将从不锈钢焊接的性能特点、方法、常见的问题三个方面对其加以研究和分析。

【关键词】不锈钢；焊接技术；性能特点

不锈钢是一种新型工业材料，工业当中以组织状态作为划分标准将不锈钢划分为马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体（双相）不锈钢以及沉淀硬化不锈钢；而以成分作为划分标准又可将不锈钢分为铬不锈钢、铬镍不锈钢以及铬锰氮不锈钢等一些种类。正是由于不锈钢具有特殊的化学元素结构，所以它据哟强烈的抗腐蚀性，这也是它逐渐取代了传统普通钢材的重要原因。不锈钢焊接技术是伴随不锈钢在工业生产当中应运而生的。按照不同的划分标准，焊接技术也分为很多种，目前，国内普遍使用的焊接技术是手工焊接、MIG/MAG焊接（一种自动气体保护电弧焊接的方法，在使用MIG/MAG焊接技术时，电弧在保护气体的屏蔽下，在电流载体金属丝和工件之间进行烧接，机器送入的金属丝作为焊条，在自身电弧下进行融化。）和TIG焊接（又称为惰性气体钨极保护焊，它是厚度在0.5～4.0mm之间的不锈钢进行焊接时最常用的焊接技术。）不锈钢焊接具有自身的一些特点、性能，而在不锈钢的焊接过程中也会存在一些常见的问题。

一、不锈钢焊接的性能特点

不同种类的不锈钢在焊接时的性能特点也不同，前面以不同的标准将不锈钢进行了分类，下面就以奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和铁素体不锈钢来研究分析不锈钢焊接的性能特点。

（一）奥氏体不锈钢。当奥氏体不锈钢当中含金属铬量在18%左右，金属镍含量8―10%时，便会形成稳定的奥氏体组织，这样的组织结构最有利于形成焊接的最佳条件。因而奥氏体不锈钢焊接性良好。此外奥氏体不锈钢也具有良好的地塑性和高温性能和耐腐蚀性能。

（二）马氏体不锈钢。由于马氏体不锈钢含碳量较高的原因，因而马氏体不锈钢的强度、硬度和耐磨性较高，但耐蚀性、塑性和可焊性较差。

（三）铁素体不锈钢。铁素体不锈钢的含铬量在12%～30%之间。因而其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。铁素体不锈钢因为含铬量高，耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好，但机械性能与工艺性能较差，多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。

二、不锈钢焊接的方法

不锈钢常见的有手工焊接、MIG/MAG焊接和TIG焊接，下面就以手工焊接和MIG/MAG焊接做一个分析说明。

（一）手工焊接。在不锈钢焊接技术当中，手工焊接是使用最简单和最普遍的焊接方法，绝大部分的材料都可以可以用手工进行焊接。它的操作原理是通过手工来调节电弧的长度，也是通过手工来控制于电焊条和工件之间缝隙的间隔大小。手工焊接的方法十分简单，特别是很多对于室外作业，它有很强的适用性，即使在特殊的工作环境下也能使用。具体的焊接步骤有以下几个方面：第一，焊接前准备。在准备的时候，首先要清洁被焊接元器件的灰尘和油污等不干净物质，然后将被焊元器件周围的元器件左右活动活动，这样做的目的是让电烙铁头可以接触到被焊元器件的焊锡处，从而避免烙铁头伸向焊接处时不慎对其他的元气造成损害。第二，焊接时加热。将沾有少许焊锡和松香的电烙铁头接触被焊元器件约几秒钟的时间。如果需要对印刷板上面的元器件进行拆卸，则要等到烙铁头加热后，用手或者镊子轻轻拉动元器件，试看能否将元器件顺利取下。第三，焊接面清理。若所焊部位焊锡过多，可将烙铁头上的焊锡甩掉（这个过程要注意安全），用光烙锡头“沾”一些些多余的焊锡出来。若焊点焊锡过少、看起来不圆滑时，可以用电烙铁头蘸些焊锡对焊点进行二次焊接。第四，焊接后检查。检查主要是看看焊点是否光亮、圆润、牢固，是否有连焊的现象，如果存在问题要及时解决。

（二）MIG/MAG焊接。第一，焊前准备。在焊接前，要对喷嘴，导电嘴进行清理。同时调整气体流量的大小，使其达到标准，另外要打底层的表面进行清理。另外要特别注意，由于填充、盖面层用气体保护焊，焊丝伸出长度的长短对焊接过程的稳定性影响较大。焊丝伸出长度和焊丝电阻成正比关系，也即焊丝伸出长度越长，焊丝电阻值增大，焊丝过热而成段熔化，结果焊接过程不稳定，金属飞溅严重，焊缝成形不良，不利于不熔池的保护；反之，焊丝伸出长度过短，则焊接电流增大，喷嘴与工件的距离缩短，同时若焊丝伸出长度过短，还会使喷嘴过热，造成飞溅物粘住或堵塞喷嘴，从而影响气体流量。第二，焊接。在焊接时，焊枪的角度要跟管子轴线垂直，因为管子是圆的，所以焊枪角度要随时变化，这样才能保证焊缝质量，避免焊缝产生气孔、夹渣等不良现象。焊接时采用小月牙形摆动，两侧稍作停留稳弧，中间速度稍快，这样可以避免焊出的焊缝凸起、不平整；上下接头都要越过中心线5到10mm，后半圈填充、盖面仰焊接头时，可以把前半圈引弧焊接位置磨一个缓坡，使后半圈接头时不致于产生缺陷；填充时，要防止坡口边缘不要被电弧擦伤。盖面时，需要在坡口边缘稍作停顿，以保证熔池与坡口更好地熔合，焊接过程中，焊枪的摆动幅度和频率要相协调，从而保证盖面层焊缝表面尺寸和边缘整齐的熔合。

三、不锈钢焊接的常见问题

（一）焊缝不合格。焊缝不合格是因焊接工艺参数选择不当，或操作技术不熟练，导致焊缝高低宽窄不一，焊缝成形不良，背面焊缝下凹。造成焊缝减弱过多，使焊缝强度不够。

（二）未焊透或被烧穿。未焊透是主要有以下原因，一是电流过小，二是操作技术不熟练，焊接速度太快，对接间隙小，三是电弧过长或电弧未对准焊缝等，如果导致焊丝与基体金属未熔合在一起或焊接金属中局部未熔合的时候，该部位应及时进行补焊。烧穿的原因是因焊接电流过大，熔池温度过高，焊丝加入不及时，带钢对接间隙过大，焊接速度过慢等，导致焊缝上出现单个或连续的穿孔。使焊缝强度减弱，从而被烧穿。

（三）裂纹和气孔。裂纹的出现频率很高，一般裂纹分为热裂纹和冷裂纹两种。由于液体金属在凝固过程中或略低于固相线温度下，产生沿晶间边界的、断口上就会形成具有氧化色的热裂纹。在固态时发生相变，或有扩散氢存在，以及冷却时在过大的焊接收缩应力作用下，就会生成的具有穿晶性质的、断口发亮、没有氧化色的冷裂纹。如果在使用焊丝时不合乎标准，焊接时高温停留时间过长，造成氧化、过热和晶粒度过度长大，材料本身杂质较多，或材料本身易淬硬时均易产生裂纹。而在焊件、焊丝表面有油污、氧化皮、铁锈等情况，或在潮湿环境中进行焊接，或者氩气纯度低，或氩气保护气不佳以及熔池高温氧化、飞溅等情况下都容易产生气孔。

结束语

不锈钢焊接技术对于不锈钢的使用具有重要作用和意义。它的实际操作性要求操作人员要详细了解不同种类的不锈钢的特性，此外，也要熟练掌握不锈钢焊接技术的具体方法，从而科学安全高效的完成焊接任务。

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