奥氏体-铁素体不锈钢焊接工艺探究

刘攀

摘 要：奥氏体-铁素体不锈钢焊接质量要求较高，应加强焊接工艺技术应用，使得不锈钢管焊接质量提升，满足项目发展要求。主要对奥氏体-铁素体焊接准备工作，在焊接材料选择、二次回路设计和气体保护方面分析，最后，结合项目实际，重点探究奥氏体-铁素体不锈钢管道材料的焊接工艺。

关键词：奥氏体-铁素体;不锈钢管;焊接工艺

中图分类号：TG457.11 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）08-0089-02

0 引言

奥氏体不锈钢是指在常温下具有奥体组织的不锈钢，具有结构上的稳定优势，对其进行焊接技术应用尤为重要。实际工作中，相关人员应认识到奥氏体不锈钢焊接工艺类型，对相关技术应用方法进行研究，以期提升焊接质量，为项目施工建设提供保障，因此，针对焊接工艺研究具有重要的应用意义。

1焊接准备

1.1材料选择

做好焊接准备工作是技术应用的前提，需要对相关焊接材料进行标准检验，实际中应用的焊接材料主要是焊线和焊条，通常焊条需要经过350℃的高温烘干，需要持续1h以上。同时，在焊条使用过程中，需要在80℃～120℃的保温装置中进行保温处理，在正式使用时，方可取出。焊线在使用前，需要做好清理工作，对表面的污垢和杂物进行清理，以焊线表面出现金属光泽为主要技术标准。

奥氏体不锈钢在高温焊接条件下，应对拼接头的高温性能进行验证，对焊缝金属的抗热裂性能进行检验，使得技术应用合理有效。对于焊条的选择还应注重对材质进行规范，以耐腐蚀、耐热钢材为主。为强化焊接质量，焊条性能需要与不锈钢管实际用途相一致，提升焊接工艺使用能力。

铁素体不锈钢，是指在正常使用条件下，以铁素体组织为主的不锈钢材料，其铬元素含量在11%～30%之间，属于铁心立方晶体结构的一种，此类钢材中一般不含有镍元素，具有导热系数大、抗氧化和腐蚀能力强的特点。需要根据工程项目实际需求，选择合适的焊接材料，为钢结构支撑整体质量提升贡献力量。

1.2二次回路

焊接过程中，需要对奥氏体-铁素体不锈钢表面进行验证，其表面不能存在电弧痕迹，不得存在明显的焊接损伤。实际应用中，需要对焊机地线进行优化设计，不得将二次回路搭设在不锈钢管上，以免发生电弧损伤。对焊接技术进行准备，优化二次回路设计，使得焊接过程优化合理，是准备工作重点。技术人员应认识到焊接质量控制的重要性，通过技术控制，强化焊接作业水平。

1.3保护工作

奥氏体-铁素体不锈钢焊接工艺使用前，需要做好相关保护工作，需要使用氩气保护焊口，在焊接背面制作密封气体空间，在其中住满氩气。实际工作中，可使用木板和硬纸板作为密闭气室的支撑结构，使得焊接保护工作满足技术标准。同时，在管理工作中，应控制保护气体流量和进出速度，避免造成气压值过高影响实际焊接质量。

焊接过程中，保护工作至关重要，可通过对奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢焊接技术应用，全面提升整体焊接质量。同时，针对焊接技术而言，需要不断加强技术创新，使得焊接过程更加科学规范，提升钢结构整体应用稳定性与合理性。同时，焊接技術应用中，需要对工艺技巧进行分析，对不同工艺主要特点和应用方式进行研究，促使焊接技术应用更加高效。

2奥氏体-铁素体不锈钢焊接工艺

2.1工艺特点和应用

2.1.1特点

奥氏体-铁素体不锈钢焊接工艺具有明确特点，需要在管体外侧焊接，并且以单面焊接为主要形式。在管道口径较大的工况条件下，也可选择在管道内侧进行焊接。为全面提升奥氏体-铁素体不锈钢管的耐腐蚀性能，需要对焊接工艺技术进行严格要求，通过合理的焊接工艺，使得焊接表面更加光滑平整，满足施工项目具体要求。焊接过程中，由于奥氏体-铁素体钢管导热率较低，会产生较强的热裂纹敏感性，使得焊缝周边区域由于高温作用，形成一定的拉伸应变。应对此进行技术控制，提升不锈钢管的实际焊接质量。

对奥氏体-铁素体不锈钢进行焊接的另一特征是焊接处的晶间腐蚀，相关问题出现严重影响焊接技术应用水平，不利于维护钢管材料使用性能。发生晶间腐蚀会导致不锈钢管内部发生性能变化，内部晶粒的结合能力降低，使得结构丧失稳固性，内部强度降低，不利于不锈钢管使用安全。

针对奥氏体不锈钢而言，由于轧制温度较高，可避免碳化物成分在轧制过程中析出，提升抗晶间腐蚀能力。

2.1.2应用

实践应用中，无论是奥氏体不锈钢还是铁素体不锈钢均需要进行热处理，奥氏体不锈钢经常应用的热处理方式为固溶，工作将不锈钢材料加热至1000℃～1200℃，随后进行冷却处理，实现对单向奥氏体组织的获取。在铁素体不锈钢的热处理中，未能做出规范，常见形式主要是退火软化处理。对铁素体不锈钢进行固溶技术应用时，当温度不足900℃时，发现不锈钢硬度随温度上升，变化缓慢。当温度超过900℃时，发生结晶，硬度降低[1]。

不锈钢焊接是提升项目整体结构稳定性的重要步骤，需要对相关技术实践应用进行分析，通过对技术应用标准和效果进行分析，发现不同技术的应用优势与局限性，为决策科学性提供理论基础。焊接技术使用中，需要加强技术创新，对最新工艺技术和焊接方式进行分析，促使奥氏体-铁素体不锈钢焊接质量提升。

2.2焊接工艺和成形

2.2.1焊缝处理

焊接工艺应用中，可选择电弧较为稳定的氧化钛型药皮焊条，并且配合高水平的技术，提升焊缝美观性。焊接奥氏体不锈钢丝，由于焊缝金属元素含量高，熔池流动性不足，会造成焊缝成形缺陷问题。焊缝背面成形不良，焊道表面粗糙。相关问题出现会影响奥氏体不锈钢的使用性能，使得内部结构稳定性欠佳。为有效改善成形不良问题，需要加强焊接工艺应用，焊接操作人员先使用钨极氩弧焊进行一次焊接，通过对焊接线应用，使得热影响区被合理控制。

2.2.2仰焊和立焊工艺

在进行仰焊和立焊操作时，需要使用凝固速度快的氧化钙皮焊条，起到支撑作用。进行埋弧自动焊和气体保护焊时，需要对焊接材料中的锰元素要明显高于母丝，实现对焊接中烧损锰元素的有效补偿，提升焊接技术应用能力。焊接过程中，也需要对焊接间温度进行控制，原则上温度值应该控制在150℃以内[2]。在钢结构焊接中，需要清理层间，防止相关方面被空气污染，影响焊接技术应用连续性。同时，采取背面压缩空气和焊缝喷水吹风的方式，进行控制。

实践应用中，由于不锈钢电阻值相对较大，焊条融化速度加快，为有效控制焊接技术使用标准，需要考虑接头耐腐蚀性，对焊接工艺做出严格要求。操作中，发现焊接速度过快容易产生熔渣和焊缝伪融合问题，影响焊接质量，因此，对焊接速度的控制至关重要。技术应用过程，工作人员应选择较小的焊接电流，以此降低焊接过程的热能输出，防止过热问题发生。

2.2.3控制焊道宽度

在奥氏体和铁素体双相不锈钢焊接技术应用中，需要合理控制焊道宽度，采取窄焊道对技术问题进行处理。焊接过程中应控制焊条摆动幅度，在工况条件允许的条件下，需要提高焊接效率。奥氏体不锈钢管道在焊接过程会存在一定的预应力，需要关注残存应力情况，使得焊接头的温度和焊接件的敏化温度一致。然而，在焊接过程中，不得直接降低或消除预应力，以免对工件的耐腐蚀性能造成影响。需要特别指出的是，在奥氏体不锈钢焊接中，对金属构件进行预热处理，主要目的是提高接头位置的耐腐蚀性能。

技术应用过程中，对焊道宽度进行控制，使用窄焊道技术可有效提升焊接质量，对焊接工艺应用可靠性带来深远影响，需要对相关技术应用方法提高重视。对奥氏体-铁素体不锈钢进行焊道宽度控制，不仅能够提升钢结构整体的美观性，而且对焊接质量提升具有一定促进作用。

2.3质量控制和检验

2.3.1焊接过程

在奥氏体与铁素体不锈钢，技术人员需要对接头位置坡口表面进行清理，确保表面结构无水、无油和杂物，对焊接质量进行控制，使得技术应用更加科学规范。具体工作中，为增加焊接质量，需要对焊接环境进行要求，理论上，相对湿度不得超过90%，在进行焊接打底时风速不得超过2m/s。而手弧焊的风速值应控制在10m/s以内，焊接件的温度应在5℃，控制层间温度应小于173℃、对焊接过程的质量控制是提升奥氏体-铁素体不锈钢整体焊接水平的关键。实际工作中，应在坡口两侧包裹麻布，预防电弧熔渣和烟尘附着在管道表面。项目焊接过程中，应用了高强度的TIG焊机，本身带有高频引弧装置，有效提升了焊接过程质量控制能力。

2.3.2质量控制

采用质量控制方案对目前焊接技术应用性能进行检验，相关人员在质量控制中，需要对焊接区域湿度条件進行控制，严格按照奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢焊接参数，对相关质量控制方案进行检查。相关参数应与行业焊接质量技术标准相一致，或超过技术标准，保证焊接技术应用科学性有效性。实际工作中，技术人员需要做好以下方面工作：一是对填充层焊道进行严格检查，确保焊接处表面连续光滑，厚度均匀。二是对焊道质量进行控制，严格打磨焊道，促使其表面具有一定光泽，对焊道表面的缺陷问题进行严格控制，防止相关问题影响奥氏体-铁素体不锈钢使用性能。三是严格按照行业焊接技术标准，进行打磨和清渣工作，使得技术应用更加科学合理，提升焊接工艺整体水平。实际焊接中，应严格控制焊条摆动范围，促使其大于焊芯直径的三倍以上，相关参数和实际焊接标准应与施工方案要求相一致。

2.3.3焊缝检验

焊缝检验是提升焊接技术应用水平的有效途径，需要相关人员结合工艺要求，对相关焊接部位进行检验，使得焊缝质量符合技术要求。首先，需要在检查外观，对焊缝尺寸和表面粗糙程度进行严格要求，其粗糙度不得超过6.3um，同时焊接壁厚度应符合公差要求，实现质量控制目标。其次，开展钢结构焊接的无损检测，例如，超声波探伤仪在焊缝检验中的应用，可通过回声检测技术，对相关结构的内部损失情况进行检查。技术应用的主要原理是超声波在完好内部结构中的波形和受损结构波形的长度和形状存在区别。技术应用较为规范，需要先开展渗透检查，其次进行探伤验证，提升焊缝质量控制能力。

焊缝检验技术应用中，需要不断加强管理观念创新，对质量控制与检验人员进行培训，提升其实际作业能力，为焊接技术高质量应用提供保障。焊缝检验中，应严格按照行业技术标准，进行快速筛选试验，对影响焊接缝稳定性因素进行全面分析，提升钢结构整体焊接能力。

3 结论

在奥氏体-铁素体不锈钢焊接技术应用中，需要对焊接工艺特点进行分析，应用焊接技术和方案，做好焊接缝质量控制和技术验证工作，使得项目整体施工作业能力显著提升，保证焊接质量和水平，加快推进先进技术应用。

参考文献

[1] 罗世树，陈东，王妍，等.热态奥氏体不锈钢堆焊层中铁素体含量测定的实践与探讨[J].大型铸锻件，2020（2）：42-43.

[2] 顾建林，史茜，黄崇德，等.铁素体对超低碳奥氏体不锈钢管坯穿孔性能的作用[J].云南冶金，2019，48（5）：62-64.