不锈钢焊接工艺技术要点
不锈钢焊管是在焊管成型机上,由不锈钢板经若干道模具碾压成型并经焊接
而成。由于不锈钢的强度较高,且其结构为面心立方晶格,易形成加工硬化 ,
使焊管成型时:一方面模具要承受较大的摩擦力,使模具容易磨损;另一方
面,不锈钢板料易与模具表面形成粘结(咬合),使焊管及模具表面形成拉
伤。因此,好的不锈钢成型模具必须具备极高的耐磨和抗粘结(咬合)性能 。
我们对进口焊管模具的分析表明,该类模具的表面处理都是采用超硬金属碳
化物或氮化物覆层处理。
激光焊接、高频焊接与传统的熔化焊接相比 具有焊接速度快、能量密度高、
热输入小的特点,因此热影响区窄、晶粒长大程度小、焊接变形小、冷加工
成形性能好,容易实现自动化焊接、厚板单道一次焊透,其中最重要的特点
是Ⅰ形坡口对接焊不需要填充材料。
焊接技术主要应用在金属母材上,常用的有电弧焊,氩弧焊, CO2 保护焊,
氧气-乙炔焊,激光焊接,电渣压力焊等多种,塑料等非金属材料亦可进行焊
接。 金属焊接方法有 40 种以上,主要分为熔焊、压焊和钎焊三大类。
熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态 ,不加压力完成焊接的方法。
熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。熔池随热源向
前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。
在熔焊过程中,如果大气与高温的熔池直接接触,大气中的氧就会氧化金属
和各种合金元素。大气中的氮、水蒸汽等进入熔池,还会在随后冷却过程中
在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷,恶化焊缝的质量和性能。
压焊是在加压条件下,使两工件在固态下实现原子间结合,又称固态焊接。
常用的压焊工艺是电阻对焊,当电流通过两工件的连接端时,该处因电阻很
大而温度上升,当加热至塑性状态时,在轴向压力作用下连接成为一体。
各种压焊方法的 共同 特点 是在焊接过程中 施 加压力而不加填充材料。多 数 压
焊方法如 扩散 焊、高频焊、冷压焊等都 没 有熔化过程,因而 没 有 象 熔焊 那样
的有 益 合金元素 烧 损,和有 害 元素 侵 入焊缝的 问题 , 从 而 简 化 了 焊接过程,
也改善了 焊接 安全卫生 条件。 同 时由于加热温度比熔焊 低 、加热时间 短 ,因
而热影响区小。 许 多 难 以用熔化焊焊接的材料, 往往 可以用压焊焊成与母材
同 等强度的 优 质接 头 。
钎焊是使用比工件熔点 低 的金属材料作钎料, 将工件和钎料加热 到 高于钎料
熔点、 低 于工件熔点的温度, 利 用 液 态钎料 润湿 工件,填充接口间 隙 并与工
件实现原子间的相 互扩散 , 从 而实现焊接的方法。
焊接时形成的连接两 个被 连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两 侧 在焊接时会受
到 焊接热作用,而 发生组织 和性能变化, 这 一区 域被 称为热影响区。焊接时
因工件材料焊接材料、焊接电流等不 同 ,焊后在焊缝和热影响区可能 产生 过
热、 脆 化、 淬 硬或 软 化现 象 , 也 使焊件性能下 降 ,恶化焊接性。 这 就需要 调
整 焊接条件,焊前对焊件接口处 预 热、焊时保温和焊后热处理可以 改善 焊件
的焊接质量。
不锈钢管焊接技术种类
采用的焊接工艺:采用小 规范 可 防止 晶间 腐蚀 、热裂纹及变形的 产生 ,焊接
电流比 低 碳钢 低 20 % ;为保 证 电弧 稳定燃烧 ,采用直流 反 接; 短 弧焊 收 弧要
慢 ,填 满 弧 坑 ,与 介 质接触的面最后焊接;多层焊时要 控制 层间温度,焊后
可采 取 强 制 冷却;不要在坡口以 外 的 地 方 起 弧, 地线 要接好;焊后变形 只 能
用冷加工 矫正 。
1) 氩弧焊
不锈钢采用氩弧焊时,由于保护作用好,合金元素不易 烧 损,过 渡系数 较高,
故 焊缝成形好, 没 有渣 壳 ,表面光 洁 ,因此焊成的接 头 具有较高的耐热性和
良 好的力 学 性能。 目 前在氩弧焊中应用较 广 的是 手 工 钨 极氩弧焊,用于焊接
0 .5~3mm 的不锈钢 薄 板,焊 丝 的成分一 般 与焊件相 同 ,保护气体一 般 采用
工 业纯 氩气,焊接时速度应 适 当 地 快 些 , 尽 量 避免横 向 摆 动。对于厚度大于
3mm 的不锈钢,可采用熔化极氩弧焊。熔化极氩弧焊的 优 点是 生产率 高,
焊缝的热影响区小,焊件的变形小和耐 腐蚀 性好,并易于自动化 操 作。
2) 气焊
由于气焊方 便灵活 ,可焊各种 空 间 位置 的焊缝,对一 些薄 板结构和 薄壁 管等
不锈钢 部 件,在 没 有耐 腐蚀 要 求 下有时可采用气焊。为 防止 过热,焊 嘴 一 般
比焊接 同样 厚度的 低 碳钢时要小,气焊 火焰 要使用中性 焰 ,焊 丝根据 焊件成
分和性能 选择 ,气焊 粉 用气 剂 1 0 1 ,焊接时最好用 左 焊法,焊接时焊 炬 焊 嘴
与焊件 倾角 成 40 ~5 0 ° , 焰芯距 熔池应不小于 2 mm ,焊 丝 端 头 与熔池接触,
并与 火焰 一 起沿 焊缝移动,焊 炬 不作 横 向 摆 动,焊速要快,并 尽 量 避免 中 断 。
3) 埋弧焊
埋 弧焊 适 用于中等厚度以上的不锈钢板( 6~5 0 mm )的焊接,采用 埋 弧焊 生
产率 高,焊缝质量好, 但 易 引起 合金元素及 杂 质的 偏 析。
4) 手工焊
手 工焊是一种非常 普遍 的、易于使用的焊接方法 . 电弧的长度 靠人 的 手 进行 调
节 , 它决定 于电焊条和工件 之 间缝 隙 的大小 .同 时,当作为电弧 载 体时,电焊
条 也 是焊缝填充材料。
这 种焊接方法很 简 单,可以用 来 焊接 几乎所 有材料 . 对于 室外 使用, 它 有很好
的 适 应性, 即 使在水下使用 也没问题. 大多 数 电焊机可以 TIG 焊接 . 在电极焊
中,电弧长度 决定 于 人 的 手 :当 你改 变电极与工件的缝 隙 时, 你也改 变 了 电
弧的长度 . 在大多 数情况 下,焊接采用直流电,电极 既 作为电弧 载 体, 同 时 也
作为焊缝填充材料 . 电极由合金或非合金金属 芯丝 和焊条 药皮组 成 .这 层 药皮
保护焊缝不受 空 气的 侵害 , 同 时 稳定 电弧 .它 还 引起 渣层的形成,保护焊缝使
它 成型 . 电焊条 即 可是 钛 型焊条, 也 可是 缄 性的, 这决定 于 药皮 的厚度和成分 .