奥氏体不锈钢焊接特点

摘 要：奥氏体不锈钢具有良好的焊接性,目前工业上应用最广,焊接时一般不需要采取特殊的工艺措施,通过对本公司生产的设备分析了奥氏体不锈钢在焊接时产生缺陷的原因和防治措施,通过焊接特点理论和实践分析,制定合理的工艺措施和焊接材料合理选用.

关 键 词：奥氏体不锈钢缺陷原因分析防治

中图分类号：TG457文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）03（c）-0017-01

不锈钢在现代化的工业中得到日益广泛的应用.在不锈钢材料中,奥氏体不锈钢材比其他不锈钢材具有更优良的耐腐蚀性；强度较低,而塑性、韧性极好；焊接性能良好,其主要用于化工容器、设备和零件等设备,它是目前工业上应用最广的材料.虽然奥氏体不锈钢材有诸多优点但是若焊接工艺不正确或焊接材料选用不当,会产生很多缺陷,最终影响使用性能.我公司承接了一批“陕西利平安得利新材料有限公司”产品,加热室及蒸发室等成套设备.对产品制造过程中出现的焊接方面一些问题进行的探讨.

1焊接缺陷的概念、分类及特征

焊接缺陷是指焊接过程中在焊接接头中产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象.它直接影响产品质量和安全可靠性,造成焊接结构的失效,以至发生破坏事故.常见焊缝内部缺陷分为六种.

1.1裂纹

在焊接应力及其它致脆因素共同作用下,焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面而产生缝隙；裂纹具有尖锐的缺口和大的长宽比：

a）刚性裂缝；b）毛隙裂缝；c）碳、硫元素造成的裂缝.

1.2气孔

焊接时,熔池中的气泡在时未能逸出而残留下来所形成的孔穴,气孔出现在铸件内部或表层.截面形状呈圆形、椭圆形或针头形状,孤立存在或成群分布的孔洞：内部气孔、表面气孔、接头气孔.

1.3未熔合

熔焊时,焊道与母材之间或焊道之间未完全熔化结合的部分,点焊时母材与母材之间未完全熔化结合的部分；可以分为坡口未熔合、焊道之间未熔合、焊缝根部未熔合.

1.4未焊透

焊接时钝边根部未完全熔合的现象.减少了焊缝的有效面积,使接头强度下降.

1.5夹渣

焊后残留在焊缝中的熔渣；主要存于焊道之间和焊道与母材之间.

1.6夹钨

焊接过程中,由于某些原因,使钨极强烈的发热,端部熔化、蒸发,使钨极过渡到焊缝中,并残留在焊缝内形成夹钨；钨极残留在焊缝内.

2对具体制造过程中不锈钢焊接出现的常见缺陷的产生原因及分析

2.1气孔

2.1.1内部气孔（如图1所示）；以密集型球状气孔为主,多半是产生在焊缝的中部.（通过射线探伤片可以清晰看到中间多处黑点）

2.1.1.1分析：a）焊接电流过大；一般焊接奥氏体不锈钢时,A102,Ф3.2的焊条,电流一般为80～100A,电压为：20-25V（DC）；b）电弧过长；c）运棒速度太快,焊接速度控制在6～7cm/min；d）熔接部位不洁净；e）焊接环境的温湿度,焊条受潮等.

其中在实际工作中出现电流及焊材受潮产生的原因比较普遍.

2.1.1.2防治措施：根据造成气孔原因,在工件焊接前,要清理破口两侧20～30mm范围内的油污、锈、水分及污物,保持洁净；焊条按说明规定的温度和时间烘干和使用保温桶；正确选用焊接工艺参数,如焊接电流应适当；焊接环境湿度控制在低于60%的范围内；掌握好运棒速度,从而有效遏制此缺陷的再次发生.

2.1.2表面气孔：通过检查焊缝表面,能直观的看呈圆形、椭圆形或针头形状,孤立存在或群分布的孔洞：如图2所示：这是蒸发室筒体焊接,采用埋弧自动焊,根据制造车间和焊接工艺对造成气孔原因进行分析：工件焊接部位被污染；焊剂吸潮或不干净；焊接时焊剂覆盖不充分；熔渣黏度过大.

防治措施：对于分析结果进行改正,焊前应在彻底清理后立即施焊；严格按照生产厂家规定的烘干温度和时间进行焊剂的烘培；焊接过程中应采取防止焊剂滑落的措施,保持一定的焊剂厚度；根据焊剂的使用情况调整焊剂化学成分,以降低熔渣黏度.

2.2裂缝

焊接接头裂纹是压力容器及焊接结构中最危险的一种缺陷,常易造成突然破坏.

如图3所示（通过射线探伤片可以清晰看到中间有条黑色线条）这是一条典型的焊接热裂纹.是在焊接过程中焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区时所产生的裂纹.它是一种不允许存在的危险焊接缺陷.

防治措施：对防止热裂纹要严格控制母材及焊条中S、P等有害杂质含量,降低热裂纹的敏感性,调节焊缝金属的化学成分,限制易偏析元素含量,改善焊缝组织,细化晶粒,减少或分散偏析程度；采用碱性焊条,选用合适的焊接工艺参数,适当提高焊缝成形系数（即焊缝断面宽与深的比值）和采用多层多道排焊法；避免弧坑裂纹,收弧时采用与母材相同的引出板或逐渐灭弧,并填满弧坑；改进焊接结构型式或采用合理的焊接顺序,提高焊缝冷却收缩时的自由度.

3结语

综上所述,奥氏体不锈钢的焊接是有其独特特点的,奥氏体不锈钢在焊接时焊接材料的选用尤其值得注意,通过长时间的实践证明,针对奥氏体不锈钢材料实施合理的焊接工艺,焊接材料必须根据母材和工作条件（包括工作温度和接触介质等）来选用.这样才有可能能达到所预期的焊接质量.