不銹鋼焊接技術(shù)及其應(yīng)用分析

 不銹鋼產(chǎn)品由于其抗腐蝕的優(yōu)良特性，在各行各業(yè)都被大量使用，如工業(yè)上的零部件，在醫(yī)學(xué)手術(shù)工具，軍事上的零部件等。隨著裝備業(yè)的迅猛發(fā)展，不銹鋼材料發(fā)展也很快，不銹鋼的應(yīng)用范圍更擴(kuò)大化。研究主要介紹了不銹鋼的分類及特點，不同類型不銹鋼的焊接技術(shù)及其應(yīng)用。不銹鋼因為具有良好的耐酸性和耐熱性及抗氧化性，由于它的結(jié)構(gòu)組成使其不易生銹。不同種類的不銹鋼其焊接技術(shù)也不相同，一種好的不銹鋼技術(shù)不但可以使焊縫看起來更加美觀，而且掌握最新的焊接技術(shù)對焊接工作及其重要。

一、不銹鋼的種類及特點

  不銹鋼作為人們生活中廣泛的應(yīng)用體，它的分類方法有許多種，如按組成成分、用途、性能等進(jìn)行分類。目前在國際上人們普遍使用的分類方法就是根據(jù)不銹鋼形成過程中的微型組織狀態(tài)，分為：奧氏體（A）型不銹鋼，鐵素體（F）型不銹鋼，馬氏體（M）型不銹鋼。

 1. 奧氏體（A）型不銹鋼

   由于此類鋼在顯微鏡下呈現(xiàn)的組織狀態(tài)和奧氏體的晶體結(jié)構(gòu)很相似而得名。它的組成成分中鉻鉻的含量相對較高，再添加不同含量的鎳，一般鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在8%到25%之間。人們還根據(jù)鎳的含量的不同對奧氏體（A）型不銹鋼進(jìn)行編號，如06Cr18Ni11Ti（321）、12Cr18Ni9（302）、022Cr17Ni12Mo2（316L）。它的特性是：不易變形，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，易于焊接。

 2. 鐵素體（F）型不銹鋼

   相比奧氏體（A）型不銹鋼其含有較高含量的鉻，碳含量較少，形成了穩(wěn)定的鐵素體組織。由于鉻的化學(xué)性質(zhì)，耐腐蝕性，在高酸的環(huán)境下會鈍化，不會繼續(xù)氧化。因此它具有耐酸抗腐蝕性和抗應(yīng)力腐蝕的性能。

 3. 馬氏體（M）型不銹鋼

   鉻的含量次于鐵素體，碳含量較高，高含碳量可提高鋼的穩(wěn)定性，再添加少量的鎳形成馬氏體組織。其物理特性硬度較好。由于它的可塑性和焊接性較差一般用于制作廚具，模具等小部件。

二、不銹鋼焊接技術(shù)

 1. 奧氏體不銹鋼焊接方法

   奧氏體不銹鋼碳成分較少，在高溫時形成了簡單的奧氏體組織。具有良好的可塑性及與強(qiáng)酸強(qiáng)堿的抗腐蝕性使其成為了最好焊的不銹鋼，基本上大部分的焊接技術(shù)均可采用。但焊接過程有時會帶來負(fù)面影響，如焊接過程中對焊接人員造成的人身傷害，常見的燙傷皮膚，傷害眼睛等，盡管保護(hù)措施很全面但也避免不了對人身體造成傷害。還有考慮到生產(chǎn)廠家的經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)產(chǎn)品在市場中的銷售價格與銷售量選擇經(jīng)濟(jì)實惠的焊接方法，這樣既節(jié)約資源也給廠家?guī)砹私?jīng)濟(jì)效益。由于不受焊接工藝的限制，奧氏體不銹鋼可采用焊條電弧焊、氣體保護(hù)焊、埋弧焊及等離子弧焊等。一般的焊接材料也均可使用如藥皮焊條、埋弧焊絲和焊劑、TIG和MIG實芯焊絲以及藥芯焊絲。在焊接技術(shù)中考慮到經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性使用最多的就是藥芯焊絲電弧焊。它是利用了藥芯焊絲的可熔化性做正極，母體材料做負(fù)極。電弧熱工作通入二氧化碳和惰性氣體氬作為電焊時的保護(hù)氣體然后在高溫狀態(tài)下將焊接材料融化發(fā)生冶金作用，熔池內(nèi)與此同時形成一層較薄的液態(tài)熔渣包覆熔滴，對融化金屬進(jìn)行二次保護(hù)。它的優(yōu)點在焊接過程中，飛濺顆粒物少，焊接完成后形成的焊縫美觀，電弧波動較小。相比焊條來說，它的焊接效率和焊接利用率高，經(jīng)常用于于自動焊接半自動焊接或全自動焊接，在購買價格上來說焊絲比焊條也要經(jīng)濟(jì)實惠一些。

 2. 鐵素體不銹鋼焊接方法

   鐵素體不銹鋼有優(yōu)良的焊接特性因此焊接性能較好，除了可以采用傳統(tǒng)的幾種方法外，還可以用鎢極氬弧焊和埋弧焊。而有的要求不銹鋼純度比較高就采用氬弧焊、等離子弧焊和真空電子束焊。焊接材料則采用同質(zhì)鐵素體型、奧氏體型和鎳基合金。

 3. 馬氏體不銹鋼焊接方法

  普遍的焊接方法有焊條電弧焊合氬弧焊及熔化極氣體保護(hù)焊等。在焊接時，對填充的焊接材料的選擇也有要求，不同焊接工藝材質(zhì)的焊接材料對焊接時的溫度及焊接工具要求不一。如馬氏體不銹鋼由于含有大量的鉻且在焊接過程中易轉(zhuǎn)化成馬氏體，遇高溫硬度變大強(qiáng)度增加，因此不易焊接。通常采用的方法是焊條電弧焊和氬弧焊機(jī)熔化極氣體保護(hù)焊。

三、不銹鋼技術(shù)應(yīng)用

   現(xiàn)今農(nóng)業(yè)為了提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量普遍使用化肥，含有高效氮肥的尿素成了是主要的生產(chǎn)產(chǎn)品。然而在生產(chǎn)尿素的過程中，二氧化碳和氨氣反應(yīng)的中間產(chǎn)物極易發(fā)生氧化，采用不銹鋼構(gòu)件進(jìn)行生產(chǎn)，可避免此現(xiàn)象發(fā)生。雙相不銹鋼在室溫下兼有了奧氏體和鐵素體兩種組織狀態(tài)的特征?，F(xiàn)今雙相不銹鋼在不銹鋼中占很小一部分，但增長速率快。筆者就雙相不銹鋼在甲醇合成塔的應(yīng)用進(jìn)行分析，合成甲醇的關(guān)鍵儀器設(shè)備就是該塔。隨著中國天然氣的廣泛使用，20世紀(jì)90年代后期建造以天然氣為原料的12萬噸／年的甲醇合成塔。

四、結(jié)語

  隨著人們對不銹鋼的大量使用，不銹鋼焊接技術(shù)也得到了廣泛的發(fā)展，不銹鋼現(xiàn)已逐步應(yīng)用在軍事行業(yè)、機(jī)械制造業(yè)以及其他各個行業(yè)。不銹鋼的問世徹底取代了原有的鍍鋅工業(yè)，減少了環(huán)境污染源頭。這種模式的改善不但帶動了工業(yè)的發(fā)展，而且對今后不銹鋼材料的合成提供了可借鑒性的數(shù)據(jù)依據(jù)，以此使不銹鋼裝置在工業(yè)上發(fā)揮了巨大的作用。