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不銹鋼焊接范文第1篇

[關(guān)鍵詞]304不銹鋼；焊接工藝；奧氏體；馬氏體

中圖分類號：F689 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）11-0094-01

1、背景介紹

石油化工裝置中，存在許多高溫、高壓管道，或者潔凈度要求較高的的管道和設備，因此不銹鋼大量采用。不銹鋼是指主加元素Cr高于12%，能使鋼處于鈍化狀態(tài)、又具有不銹鋼特性的鋼，奧氏體不銹鋼通常在常溫下的組織奧氏體+少量鐵素體。由于所需要獲得的組織要求比較嚴格，不銹鋼的焊接尤為重要，焊材的選取成為關(guān)鍵。某裝置304不銹鋼管道焊接時，施工單位根據(jù)自己的焊接工藝評定采用了A132焊條，一些現(xiàn)場人員認為沒有采取常用的A102焊條，會產(chǎn)生問題，那么到底采用A132焊條是否可行呢？下面從理論上對304不銹鋼焊材的選用作一介紹。

2、304不銹鋼的焊接特點

2.1 304不銹鋼簡介

304相當于我國的0Cr18Ni9不銹鋼，化學成分見下表：

力學性能：抗拉強度 σb （MPa）≥520；條件屈服強度 σ0.2 （MPa）≥205；伸長率 δ5 （%）≥40；斷面收縮率 ψ （%）≥60；硬度：≤187HB。

2.2 304奧氏體不銹鋼的焊接特點

（1）容易出現(xiàn)熱裂紋：盡量使焊縫金屬呈雙相組織，鐵素體的含量控制在3-5%以下。因為鐵素體能大量溶解有害的S、P雜質(zhì)。盡量選用堿性藥皮的優(yōu)質(zhì)焊條，以限制焊縫金屬中S、P、C等的含量。

（2）晶間腐蝕：根據(jù)貧鉻理論，焊縫和熱影響區(qū)在加熱到450-850℃敏化溫度區(qū)時在晶界上析出碳化鉻，造成貧鉻的晶界，不足以抵抗腐蝕的程度。

（3）應力腐蝕開裂：應力腐蝕開裂是焊接接頭在特定腐蝕環(huán)境下受拉伸應力作用時所產(chǎn)生的延遲開裂現(xiàn)象。奧氏體不銹鋼焊接接頭的應力腐蝕開裂是焊接接頭比較嚴重的失效形式，表現(xiàn)為無塑性變形的脆性破壞。

（4）焊縫金屬的低溫脆化：對于奧氏體不銹鋼焊接接頭，在低溫使用時，焊縫金屬的塑韌性是關(guān)鍵問題。此時，焊縫組織中的鐵素體的存在總是惡化低溫韌性。

（5）焊接接頭的σ相脆化：焊件在經(jīng)受一定時間的高溫加熱后會在焊縫中析出一種脆性的σ相，導致整個接頭脆化，塑性和韌性顯著下降。σ相的析出溫度范圍650-850℃。在高溫加熱過程中，σ相主要由鐵素體轉(zhuǎn)變而成。加熱時間越長，σ相析出越多。

3、不銹鋼焊接的焊材選用

不銹鋼主要用于耐腐蝕，但也用作耐熱鋼和低溫鋼。因此，在焊接不銹鋼時，焊條的性能必須與不銹鋼的用途相符。不銹鋼焊條必須根據(jù)母材和工作條件（包括工作溫度和接觸介質(zhì)等）來選用。

（1）一般來說，焊條的選用可參照母材的材質(zhì)，選用與母材成分相同或相近的焊條。如：A102對應0Cr19Ni9；A137對應1Cr18Ni9Ti。

（2）由于碳含量Σ恍飧值目垢蝕性能有很大的影響，因此，一般選用熔敷金屬含碳量不高于母材的不銹鋼焊條。如316L必須選用A022焊條。

（3）奧氏體不銹鋼的焊縫金屬應保證力學性能?？赏ㄟ^焊接工藝評定進行驗證。

（4）對于在高溫工作的耐熱不銹鋼（奧氏體耐熱鋼），所選用的焊條主要應能滿足焊縫金屬的抗熱裂性能和焊接接頭的高溫性能。

（5）對于在各種腐蝕介質(zhì)中工作的耐蝕不銹鋼，則應按介質(zhì)和工作溫度來選擇焊條，并保證其耐腐蝕性能（做焊接接頭的腐蝕性能試驗）。

（6）也可選用鎳基合金焊條。如采用Mo達9%的鎳基焊材焊接Mo6型超級奧氏體不銹鋼。

4、304不銹鋼焊接材料選用分析

A102焊條是與304化學成分匹配的焊材，A132則是加入了Nb元素，那么焊接形成的焊縫會是什么組織呢，這需要通過舍弗勒圖來進行計算。所用公式為：

Creq =Cr+1.37Mo+1.5Si+2Nb+3Ti Nieq=Ni+22C+14.2N+0.31Mn+Cu（圖1）

A132焊條的化學成分為：

對于A132：

Creq = Cr+1.37Mo+1.5Si+2Nb+3Ti = 19.83+1.5×0.59+2×0.52 = 21.76

Nieq = Ni+22C+14.2N+0.31Mn+Cu = 9.54+22×0.043+0.31×1.15 = 10.84

對于304不銹鋼：

Creq = Cr+1.37Mo+1.5Si+2Nb+3Ti = 19.00+1.5×1.00 = 20.50

Nieq = Ni+22C+14.2N+0.31Mn+Cu=9.50+22×0.08+0.31×2.00=11.88

焊接時，焊縫的成分取決于熔合比D，設D=0.3，即母材金屬熔入焊縫30%，則對于焊縫：

Creq = 0.3 × 20.50+0.7×21.76 = 21.38

Nieq = 0.3 × 11.88+0.7×10.84 = 11.15

以上三組數(shù)據(jù)對應舍弗勒圖全部落在圖上的A+F區(qū)，也就是奧氏體+少量鐵素體區(qū)，不會生成易裂的馬氏體區(qū)，焊縫組織完全可以保證。以上是計算分析，其實簡言之奧氏體不銹鋼采用奧氏體不銹鋼的焊材焊接一定生成奧氏體組織。

那么Nb元素加入到304不銹鋼焊縫中會有什么影響呢，Nb的固溶強化作用很強，顯著提高鋼的淬透性和強度，還可細化晶粒，并提高鋼的高溫性能，適當加入Nb元素對焊縫的性能是有益的。

不銹鋼焊接范文第2篇

關(guān)鍵詞：內(nèi)襯不銹鋼 復合鋼管 焊接工藝

1、不銹鋼復合材料焊接工藝的特點

1.1基層、復層的焊接特點分析

在進行不銹鋼鋼管焊接的過程中，一般來說所選擇的基層與復層的焊接工藝需要區(qū)分開來，這樣才能夠最大程度上保證復合鋼管的性能穩(wěn)定，不失去其本身的性能。

在基層與基層的焊接工藝上需要選擇的焊條和焊絲應當與基層的材質(zhì)契合；在復層與復層的焊接上，則焊條和焊絲的選擇應當與復層的材質(zhì)相吻合。

一般復層的焊接工藝需要與不銹鋼相同，而基層的焊接工藝與珠光體鋼類似?？偠灾?，基層與基層的不銹鋼焊接工藝、復層與復層的不銹鋼焊接工藝主要的施工手段比較簡易，在實際的施工過程中相關(guān)工作人員也具備了一定的經(jīng)驗。

1.2過渡層焊接特點分析

很多情況下，選擇的焊接工藝相關(guān)參數(shù)錯誤使得過渡層的焊接出現(xiàn)基層焊接正常，但是復層的合金材料受到嚴重的影響，摻入大量的其他元素，影響到鋼強度；另一方面焊接工藝選擇不當也會導致復層在焊接過程中金屬受到影響，金屬之間的塑性強度大幅降低，并且抗腐蝕性能也會受到一定影響。因此，過渡層的不銹鋼鋼管焊接工藝上，要選擇以奧氏體填充材料來進行輔助焊接，所選擇的奧氏體填充材料中主要以高含量鉻元素發(fā)揮作用。在過渡層焊接過程中還需要含有一定的鐵素體，提升焊接部位的抗裂性能，保證鋼管的質(zhì)量要求。同時在進行復層和基層的焊接過程中，應當以抗逆程度較小的層面作為焊接的基本要求。

1.3過渡區(qū)組織特點

過渡區(qū)主要包含基層和復層的結(jié)構(gòu)分子的共同特性，既有基層分子的性質(zhì)也有復層分子的性質(zhì)。在進行焊接的過程中，極容易出現(xiàn)接頭處出現(xiàn)碳擴散現(xiàn)象以及合金燒毀的現(xiàn)象。如果在過渡區(qū)焊接過程中選擇的焊接工藝不符合基層或者復層的基本要求，就容易使得過渡區(qū)電流過大，電流增加會影響到復層的抗腐蝕性結(jié)構(gòu)，降低復層的強度，影響到不銹鋼復合鋼管的質(zhì)量。因此在過渡區(qū)進行焊接工藝的選擇上需格外重視焊接材料的選取。

2、復合管焊接

2.1復合管焊接工藝要求

焊接場所應采取防風、防寒等措施，確保施焊環(huán)境不低于5℃，風速>2m/s、相對濕度>90%時，禁止施焊。焊接前，應把準備焊接的區(qū)域25mm范圍內(nèi)清理干凈，確保無切割和加工的切削液、油、鐵銹、水垢或其他有害物質(zhì)，以免焊接過程中產(chǎn)生氣孔等缺陷。

2.2復合管端部封焊

由于復合管的基層和復層只是通過擠壓使內(nèi)外壁貼合在一起，接觸面存在空氣、水分和油污等雜質(zhì)，所以焊接過程中，受熱會分解為水蒸氣和CO2氣體，影響焊縫質(zhì)量，產(chǎn)生氣孔等缺陷。另外，由于復層和基層之間不易熔合在一起，所以需要對復合管坡口一側(cè)的端部進行封焊。封焊層可以起到封底焊作用，還可以增加坡口尖端不銹鋼層的有效厚度，提高接頭的抗腐蝕性能。

封焊選用較小的焊接電流，較快的焊接速度，電弧擺幅不宜過大，圓周均勻堆焊兩層。采用φ1.6mm、ER309L焊絲，電流一般應控制在60A左右，以防止不銹鋼復層被燒穿。封焊后，用砂輪機將坡口修磨成25b±2.5b角，鈍邊約lmm。

2.3復合管組對及定位焊

復合管組對及定位焊管子組對前，用丙酮或酒精清洗坡口兩側(cè)25mm范圍。為了保證管子組對的精度，需采用工裝。把管子坡口一側(cè)放到角鋼2內(nèi)，扭動把手6，利用絲桿4將管子壓緊，再把另一根管子按照相同的方法壓緊，保證坡口間隙符合工藝要求的2-3mm，并且周圈均勻。測量對接完的焊口，內(nèi)外壁要求齊平，錯邊量不能超過復層壁厚的10%，且≤2mm。

由于打底焊時會產(chǎn)生較大的焊接應力，影響打底焊背面成形，因此需要進行定位焊。定位焊采用三點焊法，每個焊點單面焊雙面成形，長度一般為10-15mm，厚度為2-3mm。定位焊工藝必須與打底焊一致，采用φ2.4mm、ER308L焊絲，電流一般應控制在80-90A。

由于復層材質(zhì)是不銹鋼，管子內(nèi)部焊縫會產(chǎn)生嚴重的氧化，為保證焊縫成形和焊縫質(zhì)量，管子內(nèi)部必須進行充氬氣保護。充氬氣前，需要用紙膠帶將所有的管口進行封閉，然后進行充氬，氬氣流量為5-14L/min。

2.4復合管對接焊

檢測定位焊縫，不得有裂紋及其他缺陷，若發(fā)現(xiàn)缺陷應及時清除。用砂輪機將所有定位焊焊點的兩端修磨成緩坡狀，以保證打底焊接頭完全熔透。保證定位焊后的坡口角度為50°±5°。

復合管對接焊時，共需要焊接4層，全部為單層單道焊。由于復合管焊接的特殊性，需要采用三種不同的焊接材料來焊接，因此嚴禁焊材亂用，必須嚴格執(zhí)行焊接工藝。

3、焊接中的注意事項

3.1層間溫度控制

在不銹鋼復合鋼管的焊接過程中，控制層間溫度對于不銹鋼復合鋼管的性質(zhì)具有有效的保護作用。不銹鋼復合鋼材的自身導熱系數(shù)比碳鋼導熱系數(shù)低2/3，當不銹鋼復合鋼材長時間處于高溫狀態(tài)之下，其內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)嚴重的破壞，從而使得不銹鋼復合鋼材在后期的使用過程中焊接部位出現(xiàn)質(zhì)量問題。因此在進行不銹鋼復合鋼材的焊接過程中，一般需要將溫度控制在140℃以下，這樣不僅能夠有效完成焊接工藝，而且也能夠最大程度保證不銹鋼復合鋼管的質(zhì)量。

控制不銹鋼復合鋼管焊接過程中的溫度問題可以采用水冷卻法處理，即在焊接的過程中需要保證不銹鋼復合鋼管兩側(cè)都進行一定的冷卻，保證兩側(cè)性質(zhì)相同，從而在最短的時間內(nèi)將焊接部位的溫度降低到140℃以下，保證不銹鋼復合鋼管的性能不受到損壞。

3.2焊接氣泡的處理

在焊接過程中，往往會由于不銹鋼復合材料的突然加熱而使得周圍空氣溫度上升，當這部分受熱空氣無法排出鋼管內(nèi)部時，在焊接的過程中就會出現(xiàn)氣泡現(xiàn)象，其會在一定程度上影響到焊接部位的質(zhì)量和強度。

對于焊接氣泡的處理手段一方面可以通過控制溫度的方式，在焊接的過程中一邊控制溫度一邊進行焊接工作，降低周邊空氣溫度的上升。另一方面可以采用氣體排出的方式，在焊接施工工藝之前，首先在焊接部位開8mm左右的口，在焊接施工過程中，受熱氣體就會從小孔中排出，而不會影響到焊接部位的效果。

3.3磁偏吹的處理問題

不銹鋼復合鋼管在焊接管口的過程中出現(xiàn)磁偏吹現(xiàn)象也是比較常見的，這主要是因為在實際的焊接過程中，由于二線接觸點的關(guān)系而產(chǎn)生一定的電流，電流產(chǎn)生磁場，從而造成磁偏吹現(xiàn)象出現(xiàn)。

對于磁偏吹現(xiàn)象的處理方式是降低焊接部位與實際接觸點之間的距離，這樣就能夠有效的降低磁偏吹現(xiàn)象出現(xiàn)。如果在焊接過程中已經(jīng)出現(xiàn)了磁偏吹現(xiàn)象，那么應當將線圈進行一定的纏繞，將不銹鋼復合鋼管焊接過程中產(chǎn)生的磁力進行一定的抵消。線圈纏繞之后如果磁偏吹現(xiàn)象更加嚴重，說明纏繞方向錯誤，這時只需要將線圈纏繞反方向?qū)嵤┚湍軌蛴行У牡窒艌霈F(xiàn)象。

4、結(jié)語

不銹鋼復合鋼管因其既具有碳鋼或合金鋼的力學性能，又具有不銹鋼的耐蝕性等優(yōu)點得到了廣泛運用。為了保證不銹鋼復合鋼材焊接工藝的質(zhì)量，過渡層的焊接是保證復合管焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。此外，內(nèi)襯不銹鋼復合管的使用不僅降低了制造成本，又確保了厚度以保證強度，同時達到了管路內(nèi)部防腐的要求，大大提升了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

參考文獻

不銹鋼焊接范文第3篇

關(guān)鍵詞：不銹鋼；焊接應力；變形控制；措施

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，不銹鋼作為新型材料在國內(nèi)各大產(chǎn)業(yè)中的應用越發(fā)廣泛，比如重型加工設備制造產(chǎn)業(yè)，航空航天產(chǎn)業(yè)中重要的、比較復雜的部件通常都是由不銹鋼構(gòu)成。所以如何控制不銹鋼焊接應力及焊接過程中產(chǎn)生的變形，提升不銹鋼焊接質(zhì)量是我們需要研究的重要問題。一般而言，不銹鋼的焊接工藝過程其實就是對不銹鋼焊接件局部加熱然后再冷卻的過程。就目前的不銹鋼焊接工藝技術(shù)而言，在不銹鋼件焊接過程中經(jīng)常會因不銹鋼焊接受熱不均導致焊件發(fā)生不均勻膨脹和收縮，進而焊件內(nèi)部產(chǎn)生焊接應力和變形。常見的焊接應力主要有橫向應力、縱向應力以及厚度方向應力等。焊接變形有橫向收縮變形、縱向收縮變形、波浪變形、扭曲變形、彎曲變形和角變形等。不銹鋼部件在焊接過程中存在的惡這些焊接應力和變形對不銹鋼產(chǎn)品質(zhì)量造成的影響較大，應引起注意。下文筆者就如何控制不銹鋼焊接應力及變形提出了一些可行性措施，望能夠?qū)μ岣卟讳P鋼焊接質(zhì)量有一定的參考價值。

1.控制不銹鋼焊接應力的方法和措施

當前多數(shù)的不銹鋼構(gòu)件行業(yè)比較重視不銹鋼焊接件的變形問題，而往往忽視不銹鋼構(gòu)件的殘余應力問題。部分企業(yè)在控制不銹鋼構(gòu)件焊接變形方面通常采用在不銹鋼焊接過程中加設卡具或者支撐等方式來提高構(gòu)件剛性來控制變形，雖然不銹鋼構(gòu)件焊接變形問題得到了一定程度的控制，但也增加了不銹鋼焊接應力。如果不銹鋼焊接件自身的剛性較大時，會因不銹鋼內(nèi)應力變大導致構(gòu)件出現(xiàn)裂紋或裂縫。因此如何控制不銹鋼焊接應力是提高不銹鋼焊接件質(zhì)量的關(guān)鍵。

目前比較常用的不銹鋼焊接應力控制方法主要有以下幾種：對鋼材強度級別高、焊接點復雜、焊接面積大、焊接拘束力大的不銹鋼構(gòu)件的焊接，一般采用錘擊法或者拋丸機除銹的方法來減少殘余應力。通過減少焊接層高度和尺寸、降低焊接剛度、合理安排焊接順序以及減小焊接拘束等方法來最終降低峰值，實現(xiàn)焊接應力均勻分布。

錘擊法減少焊接殘余應力是指每層焊道焊接完畢后，利用電動錘工具快速地敲打焊接不銹鋼件達到不銹鋼焊接件產(chǎn)生的塑性變形能夠抵消焊縫冷卻后所產(chǎn)生的拉應力。可有效防止焊縫冷卻后所產(chǎn)生的拉應力過大造成焊接縫處出現(xiàn)裂縫或者裂紋等質(zhì)量問題。

拋丸機除銹法指的是利用鋼丸對不銹鋼焊接件的均勻敲打來抵消不銹鋼焊接件的焊接應力；降低不銹鋼焊接剛度的主要目的是為了保證焊接件能夠自由收縮；在不銹鋼焊接過程中，對于那些焊接縫較多的焊接件，應根據(jù)焊接工藝要求合理安排焊接順序。進而按照焊接件的形狀和焊縫位置逐一進行焊接；一般是先焊接拘束度比較大且不能自由收縮的焊縫，繼而焊接拘束度比較小且能夠自由收縮的焊縫；先焊接收縮量比較大焊縫，繼而焊收縮量比較小焊縫，這是因為拘束度越大的焊縫，其焊接應力也越大，在焊接時應結(jié)合實際情況盡可能少地采用剛性固定方法控制應力變形，避免出現(xiàn)焊接拘束度變大，應力增大等問題。

2.控制不銹鋼焊接變形的方法和措施

影響不銹鋼焊接變形的主要因素有：焊接熱輸入大小、焊縫截面積大小、焊接形式、焊接方法以及焊接層數(shù)等。

焊縫截面積指的是融合線范圍內(nèi)的金屬面積，焊縫截面積大小對焊接縱、橫向以及角變形影響最大。焊縫在冷卻過程中產(chǎn)生的塑性變形量同焊接縫面積成正比，即焊接縫面積越大，焊接縫塑性變形越大；在焊接方法、焊縫截面積以及焊接熱輸入大小相同的條件下，不銹鋼焊接件的接頭形式不同，對接焊、角焊以及堆焊對焊接橫向、軸向、角變形、彎曲變形的影響也不相同。對接接頭如果是采用單層焊方式，板厚上部下部收縮量差別、坡口角度以及焊縫橫向收縮都會增大，極易出現(xiàn)焊接角出現(xiàn)變形現(xiàn)象；對接接頭采用雙層焊方式，板厚上下收縮量差別較小，坡口角度以及焊縫橫向收縮、角變形也會減??；

通過上文所述影響不銹鋼焊接變形的因素，可通過以下方法和措施進行變形控制。在不銹鋼焊接設計時，盡可能地減小焊縫尺寸和焊縫數(shù)量；保證焊縫同不銹鋼焊接件同構(gòu)件的中軸線對稱，且焊接縫位置盡可能地靠近構(gòu)件中軸線和避免焊縫過度集中分布；當不銹鋼構(gòu)件焊接縫較多時應科學合理地安排焊接順序，對于那些長構(gòu)件的扭曲，可通過提高構(gòu)件組裝精度以及鋼板平整度等方式校準間隙和坡口角度；為能夠保證腹板翼板縱向變形、焊縫角度變形與構(gòu)件長度方向一致，應在保證電弧指向或?qū)χ袦蚀_的基礎上采用構(gòu)件預留長度法來補償焊縫縱向收縮變形；采用焊前反變形方法來控制焊后的角變形；采用開坡口角對接焊縫來應對型接頭板厚較大問題；當雙面都能夠焊接操作時， 可采用雙面對稱坡口；當采用多層焊時， 可采用與構(gòu)件中和軸對稱的焊接順序；優(yōu)先采用熱輸入量比較小的二保焊焊接方法，這樣才有效減少焊接面積，保證焊縫完整性。

3.結(jié)語

總而言之，在不銹鋼構(gòu)件焊接過程中，焊接應力和變形是影響不銹鋼構(gòu)件焊接質(zhì)量的主要因素。為了能夠提高不銹鋼構(gòu)件的焊接質(zhì)量，保證不銹鋼構(gòu)件在應用過程中功能性能夠穩(wěn)定發(fā)揮，需要在不銹鋼構(gòu)件焊接過程中認真分析研究不銹鋼焊接應力和變形問題產(chǎn)生的根本原因，進而針對各種導致焊接應力與變形采取措施，最大限度地降低或者消除不銹鋼構(gòu)件焊接后的殘余應力和各種變形。

參考文獻：

不銹鋼焊接范文第4篇

[關(guān)鍵詞]不銹鋼 焊接工藝 現(xiàn)狀及發(fā)展

中圖分類號：TG44 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）13-0307-01

1.不銹鋼的類型及其特點和焊接性

1.1奧氏體不銹鋼

奧氏體不銹鋼是應用最廣的一種， 高鉻鎳鋼及高鉻錳氮鋼均屬此類，其中，鉻鎳奧氏體不銹鋼是最通用的鋼種。18-8鋼主要用于耐蝕環(huán)境下，25-20鋼主要用作熱穩(wěn)定鋼，提高含碳量則可用做熱強鋼。奧氏體不銹鋼是不銹鋼中最重要的鋼種，由于其在高溫、極低溫度（-196 ℃）下均具有優(yōu)良的塑韌性、冷熱加工性能和耐腐蝕性能，因此大量用于石油、化工、宇航及核工程等重要焊接結(jié)構(gòu)。目前的主要問題是接頭的刀狀腐蝕和應力腐蝕開裂，以及含鎳較高的單相奧氏體鋼接頭熱裂問題， 有時也會有接頭熱強性和再熱裂紋問題。

1.2 鐵素體不銹鋼

鐵素體不銹鋼由于熱膨脹系數(shù)與碳鋼接近而比奧氏體小，并且S、P等雜質(zhì)元素在鐵素體中溶解度大，Si、Nb等又是鐵素體形成元素，因此，焊縫結(jié)晶時不易形成低熔點共晶，熱裂紋的傾向比奧氏體不銹鋼小得多，同時焊接熱影響區(qū)超過臨界溫度的區(qū)域形成的馬氏體量也少，比馬氏體不銹鋼的延遲裂紋的敏感性小。鐵素體不銹鋼在焊接中的主要問題是晶粒易于長大形成粗大鐵素體而脆化和475℃脆化問題。

1.3 馬氏體不銹鋼

馬氏體不銹鋼的主要問題是接頭的冷裂和脆化。馬氏體型不銹鋼與鐵素體型不銹鋼相比，其鐵素體形成元素鉻的含量較少，含有較高的奧氏體形成元素碳。這類鋼中高溫下存在的奧氏體在通常不太慢的冷卻條件下會發(fā)生奧氏體到馬氏體的轉(zhuǎn)變，屬于淬硬組織的鋼種。在焊接時，由于焊接熱循環(huán)的作用，焊縫和熱影響區(qū)焊后狀態(tài)的組織為硬脆的馬氏體組織，易形成冷裂紋。并隨著碳含量的提高，形成冷裂紋的傾向會越來越大。另外，馬氏體鋼也有較大的晶粒粗化傾向。在冷卻速度小時，近縫區(qū)就會出現(xiàn)粗大的鐵素體和碳化物組織，因而塑性和韌性顯著下降；若冷卻速度大，由于產(chǎn)生粗大的馬氏體組織，塑性的韌性也要下降。

2.不銹鋼的焊接工藝特點及存在問題

2.1 奧氏體不銹鋼

由于奧氏體不銹鋼（ 主要是指鉻鎳奧氏體不銹鋼） 應用最廣， 所以焊接技術(shù)也最為成熟， 研究也最為深入， 許多問題已得到了很好的解決。且由于奧氏體組織本身的性能特點， 只要選擇適當?shù)暮附庸に?，奧氏體不銹鋼就易于得到合格的焊縫。

2.1.1 奧氏體不銹鋼焊接工藝要點

奧氏體不銹鋼可采用各種熔焊方法，其中使用最多的是焊條電弧焊和氣體保護焊，以機械化快速焊為好。焊接奧氏體不銹鋼時必須考慮產(chǎn)生較大變形的傾向，因此焊接時應遵循以卜原則：

（1）焊接接頭的坡口形式應盡可能選擇U形、X形、雙U形等，以減少焊縫金屬的填充量，降低焊縫的收縮應力，防止熱裂紋的產(chǎn)生。即使焊薄板的時候也要開坡口。

（2）盡可能地采用固定夾具，尤其是焊薄板時，避免角焊縫。

（3）先從中間開始焊而后向兩邊焊或采用分段退焊技術(shù)。

（4）由于焊絲的電阻率大、導熱系數(shù)小，所以熔化系數(shù)大，焊絲伸出長度要短一些。

（5）盡量采用短弧焊并不做擺動，以防止合金元素不必要的燒損。

（6）為了防止焊縫中產(chǎn)生氣孔，應盡量限制氣體來源并改善氣體逸出條件。

2.1.2 奧氏體不銹鋼焊接工藝參數(shù)

奧氏體不銹鋼導熱系數(shù)小、電阻率大，焊接時母材和焊材都容易被加熱、熔化，故選擇焊接電流應較小，短弧快速焊，采用窄焊道、窄焊縫，減少高溫停留時間。

一般情況卜，奧氏體不銹鋼焊接時不需要預熱，但對焊縫鐵素體很少或根木沒有鐵素體時，奧氏體焊縫可能會產(chǎn)生熱裂紋。這種情況卜，預熱是必要的。

為了防止和消除焊接接頭的應力腐蝕開裂，有必要進行焊后熱處理。常規(guī)碳含量不銹鋼結(jié)構(gòu)需要進行固溶處理；含穩(wěn)定化元素的和超低碳的不銹鋼結(jié)構(gòu)需進行穩(wěn)定化和消除應力熱處理。

2.2 鐵素體不銹鋼

鐵素體不銹鋼焊接時，由于加熱時沒有相轉(zhuǎn)變發(fā)生，熱影響區(qū)的晶粒易于長大而形成粗大鐵素體，且不可能通過熱處理來改善，因而會造成明顯的脆化的后果。無論采用何種焊接方法，都應采用小的熱輸入、少層次的焊接，層間溫度控制在200℃以卜，以減少焊縫和HAZ晶粒過分長大和碳化物和氮化物析出，引起接頭脆化和晶間腐蝕傾向。

鐵素體鋼焊接工藝要點可總結(jié)如下：

（1）如果要求焊縫和母材的性能相同，特別是要求焊縫顏色、拉伸強度、疲勞強度和母材一致時，則要用含v（Cr）12%的填充材料進行焊接。

（2）當構(gòu)件承受交變載荷時，焊縫的拉伸強度和疲勞強度更重要。

（3）當焊后不能進行熱處理時，最好采用奧氏體填充材料。焊條或焊劑在焊前應烘干。嚴格控制焊接熱輸入。多層多道焊時，層間溫度應根據(jù)板厚確定上限。

2.3 馬氏體不銹鋼

馬氏體不銹鋼在焊接過程中焊接性較差。因為在焊接冷卻過程中出現(xiàn)奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變，由于體積發(fā)生變化，促使硬度增加和塑性降低，致使有強烈的淬硬傾向。母材含碳量越高，淬硬傾向就越大。在焊縫擴散氫和焊接應力作用下，焊接殘余應力較大，易產(chǎn)生裂紋，因此，根據(jù)焊件厚度和剛性大小，焊接時應采取焊前預熱、焊后緩冷等工藝措施。馬氏體鋼一般是在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下焊接，焊接工藝要點可總結(jié)如下：

（1）控制焊縫金屬的化學成分。焊縫金屬的化學成分主要取決于焊接材料，最好是用與母材金屬成分相同或相接近的焊接材料。但焊縫與熱影響區(qū)將會硬化變脆，有很高的冷裂紋傾向，需限制S、P、Si的含量，并添加少量Ti，、A、1，、N以細化晶粒和降低淬硬性。使用與母材金屬化學成分不相同的奧氏體不銹鋼焊接材料時，可防止冷裂，但強度不與母材匹配，且由于焊縫與母材在物理、化學、冶金的性能上都存在很大差異，所以可能反而容易出現(xiàn)破壞事故。

（2）焊前預熱和焊后熱處理。對于用同質(zhì)焊接材料焊接馬氏體不銹鋼時，預熱是防止冷裂紋的重要措施。預熱溫度與鋼淬硬傾向有關(guān)，淬硬傾向越大，預熱溫度也應選擇越高。焊后熱處理可降低焊縫金屬與熱影響區(qū)的硬度，改善焊接接頭的韌性，降低焊接結(jié)構(gòu)的殘余應力。采用奧氏體焊接材料時焊接構(gòu)件可不進行焊前預熱和焊后熱處理。

參考文獻

[1] 張先龍.L360Q NS鋼含硫天然氣管道焊接工藝應用研究[J].金屬加工（熱加工）.2016（04）.

不銹鋼焊接范文第5篇

關(guān)鍵詞：不銹鋼覆面 安裝 焊接 無損檢測 整體尺寸

中圖分類號：TU712.3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（a）-0087-02

1 不銹鋼覆面簡介

在核電站生產(chǎn)運行過程中，核燃料的更換及廢料的運輸、臨時貯存一般都在水池中進行。為防止核輻射和放射性物質(zhì)的滲漏，存放和接觸核燃料的水池全部用不銹鋼鋼板貼覆，形成不銹鋼覆面。

由于其使用功能的特殊性，這種不銹鋼覆面從設計到制造、安裝，以及檢驗均有極為嚴格的要求。監(jiān)理人員必須按照設計圖紙和技術(shù)文件的要求，嚴格控制施工質(zhì)量。

使用到不銹鋼覆面的水池主要有：反應堆廠房的反應堆堆腔換料水池，燃料廠房的燃料轉(zhuǎn)運艙、乏燃料水池、容器準備井和容器裝載井。

2 一般要求

2.1 不銹鋼覆面板的材料

選用超低碳的00Cr19Ni10，這種不銹鋼耐腐蝕性能好。乏燃料水池池底覆面板的厚度為6 mm、池壁覆面板厚度為4 mm，其它水池覆面板的厚度為3 mm。其還需滿足以下特殊要求：鋼板中B元素熔煉分析和成品分析含量應≤0.0018%；Co元素含量應≤0.20%。

2.2 不銹鋼覆面板的焊接材料

焊接材料為ER316L，其成分和性能要滿足技術(shù)文件相應焊接材料數(shù)據(jù)表的要求，并應按上文中覆面板材料的要求控制焊材中Co的含量。

焊材在使用前應經(jīng)過焊材評定、驗收，合格后方可使用。

2.3 焊接工藝評定

覆面板焊接前應經(jīng)過焊接工藝評定，焊接工藝評定應在有代表性的焊接接頭試件上進行，且評定的實施應在與產(chǎn)品焊接相同的條件下進行，尤其是夾緊條件。

2.4 人員要求

不銹鋼覆面安裝施工相關(guān)的人員應符合以下要求：焊工、無損檢測人員應按HAF603、HAF602的相關(guān)規(guī)定取得相應資格；理化檢驗人員和其它特殊工種應經(jīng)過專門培訓并取得相應操作證。

2.5 安裝環(huán)境

要設有專用不銹鋼施工的場地，其應與其他碳鋼作業(yè)隔離。場地內(nèi)應定期進行清潔，保持場地合適的清潔度要求。在施工現(xiàn)場都應配備足夠的消防安全器具。作業(yè)場地周圍無易燃易爆物品，各項安全措施到位。

2.6 施工工機具、設備的要求

有關(guān)的計量、檢驗器具應符合相應計量法規(guī)的要求并定期進行標定且在有效期內(nèi)。通用設備使用前應進行徹底的清潔，必要時應用不銹鋼材料隔離。使用對不銹鋼不產(chǎn)生污染的材料制成的工具，如不銹鋼打磨用砂輪、不銹鋼專用刷子應，禁止與碳鋼加工時共用。

3 乏燃料水池不銹鋼覆面的安裝

乏燃料水池是完成對燃料組件的貯存、“模擬堆芯”裝卸料、燃料組件內(nèi)部件更換、破損燃料組件的儲存等一系列工藝操作的區(qū)域。乏燃料水池為12.608×8.008×12.660 m的矩形不銹鋼水池，覆面板都是焊接在一體化的不銹鋼專用鋼結(jié)構(gòu)上（如圖1所示）。

與其他水池不銹鋼覆面相比較，乏池不銹鋼覆面設計、安裝及檢驗要復雜的多，所以這里只著重介紹乏池不銹鋼覆面安裝及檢驗。

3.1 安裝前定位

在預先安裝好的專用鋼結(jié)構(gòu)上畫出其中心線，并根據(jù)覆面板的尺寸畫出定位線。在覆面板的四周適當位置沿定位線點焊幾塊起定位作用的限位小鋼板，以便于保證覆面板的安裝位置準確，小鋼板應容易去除且不影響后續(xù)的施工質(zhì)量。

3.2 安裝

3.2.1 安裝順序

不銹鋼覆面板的安裝順序為先池壁后池底，而池壁又應采用由下至上，先復雜后簡單、先中間后兩邊的順序安裝。

3.2.2 安裝步驟

（1）試裝就位：用行車將覆面板緩慢吊至適當位置，人工調(diào)節(jié)覆面板使其與限位小鋼板內(nèi)緣對齊，并試著將覆面板沿限位板推入，貼緊池壁。

（2）取出覆面板，在圖紙要求的位置涂上密封膠，再次將覆面板沿限位板推入，并貼緊池壁。注意密封膠不應離焊接區(qū)域太近，避免膠受熱蒸發(fā)在焊縫上產(chǎn)生氣孔。

（3）點焊固定：將覆面板點焊在專用鋼結(jié)構(gòu)上，點焊的間距約200mm，點焊的長度約20mm～30mm，點焊的同時要用木槌輕輕敲打覆面板使其與襯墊型鋼緊貼。

（4）組面：按照上述方法和安裝順序?qū)⒃撁娉乇诘母裁姘逡灰痪臀还潭?，注意組對間隙。

（5）焊接：檢查合格后，按照焊接工藝卡的要求對各拼接焊縫施焊。

（6）無損檢驗：所有密封焊縫均要求按順序做100%VT、100%LT、100%PT檢查，對于覆面板對接焊縫還要做100%RT檢查。

（7）整體尺寸檢查：按設計圖紙、文件要求進行整體尺寸檢查。

4 焊接及無損檢測的具體要求

4.1 焊接要求

4.1.1 安裝焊接前試驗

承包商應預先用相同的鋼板和型鋼制作射線檢驗樣品，記錄以下缺陷作為參考：

型鋼焊接熔合不足、燒穿、未熔合、未焊透、夾鎢。

4.1.2 焊接過程要求

覆面板的拼焊主要采用鎢極氬弧焊，焊接方式采取逆向退焊、先短后長、先橫后立的原則。用不銹鋼絲刷或純棉紗布蘸丙酮擦拭焊接坡口及其附近區(qū)域。焊縫長度超過500 mm都要分段施焊。嚴禁鐵素體鋼由濺等原因造成的不銹鋼覆面的污染。

4.2 無損檢測要求

4.2.1 焊接前VT檢查

坡口及鄰近區(qū)域應無水、油脂、氧化物和其它影響焊接質(zhì)量的物質(zhì)；兩對接板的錯邊不得大于0.8 mm。

4.2.2 焊接過程中的VT檢查

焊接過程中焊工應對每一焊道進行目視檢驗，對于發(fā)現(xiàn)的缺陷應去除后方可繼續(xù)焊接。

4.2.3 焊接完成后的VT、LT、PT、RT檢查

第一條焊縫焊接完成后應盡快督促施工單位安排VT、LT、PT、RT，驗證焊接工藝在現(xiàn)場的應用效果。無損檢測應按照VT、LT、PT、RT的順序進行，并滿足以下要求：

焊縫外觀應平滑規(guī)則；凡被電弧燒傷的地方均應進行修補，打磨平整，保持鋼板的原有厚度；不允許焊縫未焊滿；不允許存在任何咬邊、未熔合、未焊透、裂紋；不允許余高超過1.5 mm；不允許錯邊超過0.8 mm；不允許存在最大尺寸超過0.5 mm的氣孔；不允許存在最大尺寸超過1.5 mm的夾渣；不允許存在最大尺寸超過0.5 mm的夾鎢。

4.2.4 真空盒檢驗（LT）

真空盒檢驗（LT）是不銹鋼覆面檢漏的重要檢測方法，相對于VT、PT、RT來說，監(jiān)理人員對LT比較陌生，所以這里單獨介紹一下其檢測實施的注意事項，原理則不再贅述。

（1）起泡溶液的標定

試驗期間每天和每次制備了起泡溶液以后都要對起泡溶液進行標定：在經(jīng)標定的泄漏板上，涂一層起泡溶液，抽盒內(nèi)真空達到內(nèi)外壓力差為0.5×105 Pa，如果有一個或多個氣泡可被觀察到，則可認為該溶液是可用的。

（2）真空盒檢驗要求：焊縫經(jīng)VT檢查合格后，PT檢查之前，并盡可能在焊縫焊接完成后立即進行；鋼板的表面溫度：5～50 ℃；使用蘸有丙酮的棉布對焊縫表面及鄰近區(qū)域進行去污，并使其干燥。

（3）實施：刷涂起泡溶液，將真空盒放置到焊縫上，降低盒內(nèi)壓力使其內(nèi)外壓力差達到0.5×105 Pa，保壓至少30 s，觀察受檢部位情況。注意和下一受檢區(qū)域至少有20 mm的重合。

5 水池覆面整體尺寸檢查要求

5.1 整體偏差

覆面板必須安裝在兩個平行平面所限定的區(qū)域內(nèi)，兩平行平面距施工圖規(guī)定的理論平面的距離為整體偏差。對于乏燃料水池池底覆面板整體偏差為±5 mm。

5.2 局部偏差

對于乏燃料水池池底覆面板：

（1）局部水平度：在任何方向沿1 m長度測量，坡度不得超過4‰；

（2）局部平面度：在任何方向沿1 m長度測量，凹陷深度不得超過3 mm。

（3）在相鄰兩覆面的焊縫連接處，兩覆面板間的水平坡度不應超過1/20；任何一側(cè)的錯位不應超過0.8 mm，當有墊板焊接時，兩塊鋼板的錯位偏差可以忽略不計。

6 結(jié)語

綜合以上質(zhì)控要點、難點及其控制方法的分析可以看出，監(jiān)理人員通過熟悉設計圖紙和技術(shù)文件的要求，并注重上述控制重點和控制方法，可以大幅度減少不銹鋼覆面安裝焊接中產(chǎn)生的質(zhì)量問題，對保證不銹鋼覆面安裝的順利進行及整體質(zhì)量具有重要意義。

參考文獻

[1] 壓水堆核島機械設備設計和建造規(guī)則 RCC-M（200版 含2002補遺）.

[2] 民用核安全設備焊工焊接操作工資格管理規(guī)定HAF603.