淺談奧氏體不銹鋼焊接特點

盧金舫

摘 要：奧氏體不銹鋼具有良好的焊接性，目前工業上應用最廣，焊接時一般不需要采取特殊的工藝措施，通過對本公司生產的設備分析了奧氏體不銹鋼在焊接時產生缺陷的原因和防治措施，通過焊接特點理論和實踐分析，制定合理的工藝措施和焊接材料合理選用。

關鍵詞：奧氏體不銹鋼 缺陷 原因 分析 防治

中圖分類號：TG457 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（c）-0017-01

不銹鋼在現代化的工業中得到日益廣泛的應用。在不銹鋼材料中，奧氏體不銹鋼材比其他不銹鋼材具有更優良的耐腐蝕性；強度較低，而塑性、韌性極好；焊接性能良好，其主要用于化工容器、設備和零件等設備，它是目前工業上應用最廣的材料。雖然奧氏體不銹鋼材有諸多優點但是若焊接工藝不正確或焊接材料選用不當，會產生很多缺陷，最終影響使用性能。我公司承接了一批“陜西利平安得利新材料有限公司”產品，加熱室及蒸發室等成套設備。對產品制造過程中出現的焊接方面一些問題進行的探討。

1 焊接缺陷的概念、分類及特征

焊接缺陷是指焊接過程中在焊接接頭中產生的金屬不連續、不致密或連接不良的現象。它直接影響產品質量和安全可靠性，造成焊接結構的失效，以至發生破壞事故。常見焊縫內部缺陷分為六種。

1.1 裂紋

在焊接應力及其它致脆因素共同作用下，焊接接頭中局部地區的金屬原子結合力遭到破壞而形成的新界面而產生縫隙；裂紋具有尖銳的缺口和大的長寬比：

a）剛性裂縫；b）毛隙裂縫；c）碳、硫元素造成的裂縫。

1.2 氣孔

焊接時，熔池中的氣泡在時未能逸出而殘留下來所形成的孔穴，氣孔出現在鑄件內部或表層。截面形狀呈圓形、橢圓形或針頭形狀，孤立存在或成群分布的孔洞：內部氣孔、表面氣孔、接頭氣孔。

1.3 未熔合

熔焊時，焊道與母材之間或焊道之間未完全熔化結合的部分，點焊時母材與母材之間未完全熔化結合的部分；可以分為坡口未熔合、焊道之間未熔合、焊縫根部未熔合。

1.4 未焊透

焊接時鈍邊根部未完全熔合的現象。減少了焊縫的有效面積，使接頭強度下降。

1.5 夾渣

焊后殘留在焊縫中的熔渣；主要存于焊道之間和焊道與母材之間。

1.6 夾鎢

焊接過程中，由于某些原因，使鎢極強烈的發熱，端部熔化、蒸發，使鎢極過渡到焊縫中，并殘留在焊縫內形成夾鎢；鎢極殘留在焊縫內。

2 對具體制造過程中不銹鋼焊接出現的常見缺陷的產生原因及分析

2.1 氣孔

2.1.1 內部氣孔（如圖1所示）；以密集型球狀氣孔為主，多半是產生在焊縫的中部。（通過射線探傷片可以清晰看到中間多處黑點）

2.1.1.1 分析：a）焊接電流過大；一般焊接奧氏體不銹鋼時，A102，Ф3.2的焊條，電流一般為80～100 A，電壓為：20-25 V（DC）；b）電弧過長；c）運棒速度太快，焊接速度控制在6～7c m/min；d）熔接部位不潔凈；e）焊接環境的溫濕度，焊條受潮等。

其中在實際工作中出現電流及焊材受潮產生的原因比較普遍。

2.1.1.2 防治措施：根據造成氣孔原因，在工件焊接前，要清理破口兩側20～30mm范圍內的油污、銹、水分及污物，保持潔凈；焊條按說明規定的溫度和時間烘干和使用保溫桶；正確選用焊接工藝參數，如焊接電流應適當；焊接環境濕度控制在低于60%的范圍內；掌握好運棒速度，從而有效遏制此缺陷的再次發生。

2.1.2 表面氣孔：通過檢查焊縫表面，能直觀的看呈圓形、橢圓形或針頭形狀，孤立存在或群分布的孔洞：如圖2所示：這是蒸發室筒體焊接，采用埋弧自動焊，根據制造車間和焊接工藝對造成氣孔原因進行分析：工件焊接部位被污染；焊劑吸潮或不干凈；焊接時焊劑覆蓋不充分；熔渣黏度過大。

防治措施：對于分析結果進行改正，焊前應在徹底清理后立即施焊；嚴格按照生產廠家規定的烘干溫度和時間進行焊劑的烘培；焊接過程中應采取防止焊劑滑落的措施，保持一定的焊劑厚度；根據焊劑的使用情況調整焊劑化學成分，以降低熔渣黏度。

2.2 裂縫

焊接接頭裂紋是壓力容器及焊接結構中最危險的一種缺陷，常易造成突然破壞。

如圖3所示（通過射線探傷片可以清晰看到中間有條黑色線條）這是一條典型的焊接熱裂紋。是在焊接過程中焊縫和熱影響區金屬冷卻到固相線附近的高溫區時所產生的裂紋。它是一種不允許存在的危險焊接缺陷。

防治措施：對防止熱裂紋要嚴格控制母材及焊條中S、P等有害雜質含量，降低熱裂紋的敏感性，調節焊縫金屬的化學成分，限制易偏析元素含量，改善焊縫組織，細化晶粒，減少或分散偏析程度；采用堿性焊條，選用合適的焊接工藝參數，適當提高焊縫成形系數（即焊縫斷面寬與深的比值）和采用多層多道排焊法；避免弧坑裂紋，收弧時采用與母材相同的引出板或逐漸滅弧，并填滿弧坑；改進焊接結構型式或采用合理的焊接順序，提高焊縫冷卻收縮時的自由度。

3 結語

綜上所述，奧氏體不銹鋼的焊接是有其獨特特點的，奧氏體不銹鋼在焊接時焊接材料的選用尤其值得注意，通過長時間的實踐證明，針對奧氏體不銹鋼材料實施合理的焊接工藝，焊接材料必須根據母材和工作條件（包括工作溫度和接觸介質等）來選用。這樣才有可能能達到所預期的焊接質量。

參考文獻

[1] 王國璋.壓力容器焊接使用手冊[M].中國石化出版社，2013.

[2] 張芝亭，吳若琨.化工機械制造檢驗[M].化工部化工設備質量監測中心，1992.

[3] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.壓力容器GB150.1～150.4-2011[M].中國標準出版社，2011.

[4] 承壓設備無損檢測.JB/T4730.2.第2部分：射線檢測.

摘 要：奧氏體不銹鋼具有良好的焊接性，目前工業上應用最廣，焊接時一般不需要采取特殊的工藝措施，通過對本公司生產的設備分析了奧氏體不銹鋼在焊接時產生缺陷的原因和防治措施，通過焊接特點理論和實踐分析，制定合理的工藝措施和焊接材料合理選用。

關鍵詞：奧氏體不銹鋼 缺陷 原因 分析 防治

中圖分類號：TG457 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（c）-0017-01

不銹鋼在現代化的工業中得到日益廣泛的應用。在不銹鋼材料中，奧氏體不銹鋼材比其他不銹鋼材具有更優良的耐腐蝕性；強度較低，而塑性、韌性極好；焊接性能良好，其主要用于化工容器、設備和零件等設備，它是目前工業上應用最廣的材料。雖然奧氏體不銹鋼材有諸多優點但是若焊接工藝不正確或焊接材料選用不當，會產生很多缺陷，最終影響使用性能。我公司承接了一批“陜西利平安得利新材料有限公司”產品，加熱室及蒸發室等成套設備。對產品制造過程中出現的焊接方面一些問題進行的探討。

1 焊接缺陷的概念、分類及特征

焊接缺陷是指焊接過程中在焊接接頭中產生的金屬不連續、不致密或連接不良的現象。它直接影響產品質量和安全可靠性，造成焊接結構的失效，以至發生破壞事故。常見焊縫內部缺陷分為六種。

1.1 裂紋

在焊接應力及其它致脆因素共同作用下，焊接接頭中局部地區的金屬原子結合力遭到破壞而形成的新界面而產生縫隙；裂紋具有尖銳的缺口和大的長寬比：

a）剛性裂縫；b）毛隙裂縫；c）碳、硫元素造成的裂縫。

1.2 氣孔

焊接時，熔池中的氣泡在時未能逸出而殘留下來所形成的孔穴，氣孔出現在鑄件內部或表層。截面形狀呈圓形、橢圓形或針頭形狀，孤立存在或成群分布的孔洞：內部氣孔、表面氣孔、接頭氣孔。

1.3 未熔合

熔焊時，焊道與母材之間或焊道之間未完全熔化結合的部分，點焊時母材與母材之間未完全熔化結合的部分；可以分為坡口未熔合、焊道之間未熔合、焊縫根部未熔合。

1.4 未焊透

焊接時鈍邊根部未完全熔合的現象。減少了焊縫的有效面積，使接頭強度下降。

1.5 夾渣

焊后殘留在焊縫中的熔渣；主要存于焊道之間和焊道與母材之間。

1.6 夾鎢

焊接過程中，由于某些原因，使鎢極強烈的發熱，端部熔化、蒸發，使鎢極過渡到焊縫中，并殘留在焊縫內形成夾鎢；鎢極殘留在焊縫內。

2 對具體制造過程中不銹鋼焊接出現的常見缺陷的產生原因及分析

2.1 氣孔

2.1.1 內部氣孔（如圖1所示）；以密集型球狀氣孔為主，多半是產生在焊縫的中部。（通過射線探傷片可以清晰看到中間多處黑點）

2.1.1.1 分析：a）焊接電流過大；一般焊接奧氏體不銹鋼時，A102，Ф3.2的焊條，電流一般為80～100 A，電壓為：20-25 V（DC）；b）電弧過長；c）運棒速度太快，焊接速度控制在6～7c m/min；d）熔接部位不潔凈；e）焊接環境的溫濕度，焊條受潮等。

其中在實際工作中出現電流及焊材受潮產生的原因比較普遍。

2.1.1.2 防治措施：根據造成氣孔原因，在工件焊接前，要清理破口兩側20～30mm范圍內的油污、銹、水分及污物，保持潔凈；焊條按說明規定的溫度和時間烘干和使用保溫桶；正確選用焊接工藝參數，如焊接電流應適當；焊接環境濕度控制在低于60%的范圍內；掌握好運棒速度，從而有效遏制此缺陷的再次發生。

2.1.2 表面氣孔：通過檢查焊縫表面，能直觀的看呈圓形、橢圓形或針頭形狀，孤立存在或群分布的孔洞：如圖2所示：這是蒸發室筒體焊接，采用埋弧自動焊，根據制造車間和焊接工藝對造成氣孔原因進行分析：工件焊接部位被污染；焊劑吸潮或不干凈；焊接時焊劑覆蓋不充分；熔渣黏度過大。

防治措施：對于分析結果進行改正，焊前應在徹底清理后立即施焊；嚴格按照生產廠家規定的烘干溫度和時間進行焊劑的烘培；焊接過程中應采取防止焊劑滑落的措施，保持一定的焊劑厚度；根據焊劑的使用情況調整焊劑化學成分，以降低熔渣黏度。

2.2 裂縫

焊接接頭裂紋是壓力容器及焊接結構中最危險的一種缺陷，常易造成突然破壞。

如圖3所示（通過射線探傷片可以清晰看到中間有條黑色線條）這是一條典型的焊接熱裂紋。是在焊接過程中焊縫和熱影響區金屬冷卻到固相線附近的高溫區時所產生的裂紋。它是一種不允許存在的危險焊接缺陷。

防治措施：對防止熱裂紋要嚴格控制母材及焊條中S、P等有害雜質含量，降低熱裂紋的敏感性，調節焊縫金屬的化學成分，限制易偏析元素含量，改善焊縫組織，細化晶粒，減少或分散偏析程度；采用堿性焊條，選用合適的焊接工藝參數，適當提高焊縫成形系數（即焊縫斷面寬與深的比值）和采用多層多道排焊法；避免弧坑裂紋，收弧時采用與母材相同的引出板或逐漸滅弧，并填滿弧坑；改進焊接結構型式或采用合理的焊接順序，提高焊縫冷卻收縮時的自由度。

3 結語

綜上所述，奧氏體不銹鋼的焊接是有其獨特特點的，奧氏體不銹鋼在焊接時焊接材料的選用尤其值得注意，通過長時間的實踐證明，針對奧氏體不銹鋼材料實施合理的焊接工藝，焊接材料必須根據母材和工作條件（包括工作溫度和接觸介質等）來選用。這樣才有可能能達到所預期的焊接質量。

參考文獻

[1] 王國璋.壓力容器焊接使用手冊[M].中國石化出版社，2013.

[2] 張芝亭，吳若琨.化工機械制造檢驗[M].化工部化工設備質量監測中心，1992.

[3] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.壓力容器GB150.1～150.4-2011[M].中國標準出版社，2011.

[4] 承壓設備無損檢測.JB/T4730.2.第2部分：射線檢測.

摘 要：奧氏體不銹鋼具有良好的焊接性，目前工業上應用最廣，焊接時一般不需要采取特殊的工藝措施，通過對本公司生產的設備分析了奧氏體不銹鋼在焊接時產生缺陷的原因和防治措施，通過焊接特點理論和實踐分析，制定合理的工藝措施和焊接材料合理選用。

關鍵詞：奧氏體不銹鋼 缺陷 原因 分析 防治

中圖分類號：TG457 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（c）-0017-01

不銹鋼在現代化的工業中得到日益廣泛的應用。在不銹鋼材料中，奧氏體不銹鋼材比其他不銹鋼材具有更優良的耐腐蝕性；強度較低，而塑性、韌性極好；焊接性能良好，其主要用于化工容器、設備和零件等設備，它是目前工業上應用最廣的材料。雖然奧氏體不銹鋼材有諸多優點但是若焊接工藝不正確或焊接材料選用不當，會產生很多缺陷，最終影響使用性能。我公司承接了一批“陜西利平安得利新材料有限公司”產品，加熱室及蒸發室等成套設備。對產品制造過程中出現的焊接方面一些問題進行的探討。

1 焊接缺陷的概念、分類及特征

焊接缺陷是指焊接過程中在焊接接頭中產生的金屬不連續、不致密或連接不良的現象。它直接影響產品質量和安全可靠性，造成焊接結構的失效，以至發生破壞事故。常見焊縫內部缺陷分為六種。

1.1 裂紋

在焊接應力及其它致脆因素共同作用下，焊接接頭中局部地區的金屬原子結合力遭到破壞而形成的新界面而產生縫隙；裂紋具有尖銳的缺口和大的長寬比：

a）剛性裂縫；b）毛隙裂縫；c）碳、硫元素造成的裂縫。

1.2 氣孔

焊接時，熔池中的氣泡在時未能逸出而殘留下來所形成的孔穴，氣孔出現在鑄件內部或表層。截面形狀呈圓形、橢圓形或針頭形狀，孤立存在或成群分布的孔洞：內部氣孔、表面氣孔、接頭氣孔。

1.3 未熔合

熔焊時，焊道與母材之間或焊道之間未完全熔化結合的部分，點焊時母材與母材之間未完全熔化結合的部分；可以分為坡口未熔合、焊道之間未熔合、焊縫根部未熔合。

1.4 未焊透

焊接時鈍邊根部未完全熔合的現象。減少了焊縫的有效面積，使接頭強度下降。

1.5 夾渣

焊后殘留在焊縫中的熔渣；主要存于焊道之間和焊道與母材之間。

1.6 夾鎢

焊接過程中，由于某些原因，使鎢極強烈的發熱，端部熔化、蒸發，使鎢極過渡到焊縫中，并殘留在焊縫內形成夾鎢；鎢極殘留在焊縫內。

2 對具體制造過程中不銹鋼焊接出現的常見缺陷的產生原因及分析

2.1 氣孔

2.1.1 內部氣孔（如圖1所示）；以密集型球狀氣孔為主，多半是產生在焊縫的中部。（通過射線探傷片可以清晰看到中間多處黑點）

2.1.1.1 分析：a）焊接電流過大；一般焊接奧氏體不銹鋼時，A102，Ф3.2的焊條，電流一般為80～100 A，電壓為：20-25 V（DC）；b）電弧過長；c）運棒速度太快，焊接速度控制在6～7c m/min；d）熔接部位不潔凈；e）焊接環境的溫濕度，焊條受潮等。

其中在實際工作中出現電流及焊材受潮產生的原因比較普遍。

2.1.1.2 防治措施：根據造成氣孔原因，在工件焊接前，要清理破口兩側20～30mm范圍內的油污、銹、水分及污物，保持潔凈；焊條按說明規定的溫度和時間烘干和使用保溫桶；正確選用焊接工藝參數，如焊接電流應適當；焊接環境濕度控制在低于60%的范圍內；掌握好運棒速度，從而有效遏制此缺陷的再次發生。

2.1.2 表面氣孔：通過檢查焊縫表面，能直觀的看呈圓形、橢圓形或針頭形狀，孤立存在或群分布的孔洞：如圖2所示：這是蒸發室筒體焊接，采用埋弧自動焊，根據制造車間和焊接工藝對造成氣孔原因進行分析：工件焊接部位被污染；焊劑吸潮或不干凈；焊接時焊劑覆蓋不充分；熔渣黏度過大。

防治措施：對于分析結果進行改正，焊前應在徹底清理后立即施焊；嚴格按照生產廠家規定的烘干溫度和時間進行焊劑的烘培；焊接過程中應采取防止焊劑滑落的措施，保持一定的焊劑厚度；根據焊劑的使用情況調整焊劑化學成分，以降低熔渣黏度。

2.2 裂縫

焊接接頭裂紋是壓力容器及焊接結構中最危險的一種缺陷，常易造成突然破壞。

如圖3所示（通過射線探傷片可以清晰看到中間有條黑色線條）這是一條典型的焊接熱裂紋。是在焊接過程中焊縫和熱影響區金屬冷卻到固相線附近的高溫區時所產生的裂紋。它是一種不允許存在的危險焊接缺陷。

防治措施：對防止熱裂紋要嚴格控制母材及焊條中S、P等有害雜質含量，降低熱裂紋的敏感性，調節焊縫金屬的化學成分，限制易偏析元素含量，改善焊縫組織，細化晶粒，減少或分散偏析程度；采用堿性焊條，選用合適的焊接工藝參數，適當提高焊縫成形系數（即焊縫斷面寬與深的比值）和采用多層多道排焊法；避免弧坑裂紋，收弧時采用與母材相同的引出板或逐漸滅弧，并填滿弧坑；改進焊接結構型式或采用合理的焊接順序，提高焊縫冷卻收縮時的自由度。

3 結語

綜上所述，奧氏體不銹鋼的焊接是有其獨特特點的，奧氏體不銹鋼在焊接時焊接材料的選用尤其值得注意，通過長時間的實踐證明，針對奧氏體不銹鋼材料實施合理的焊接工藝，焊接材料必須根據母材和工作條件（包括工作溫度和接觸介質等）來選用。這樣才有可能能達到所預期的焊接質量。

參考文獻

[1] 王國璋.壓力容器焊接使用手冊[M].中國石化出版社，2013.

[2] 張芝亭，吳若琨.化工機械制造檢驗[M].化工部化工設備質量監測中心，1992.

[3] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.壓力容器GB150.1～150.4-2011[M].中國標準出版社，2011.

[4] 承壓設備無損檢測.JB/T4730.2.第2部分：射線檢測.