不锈钢焊接工艺要点和注意事项

1、不锈钢焊接工艺要点和注意事项0 概述不锈钢最常用的焊接方法是手工焊（MMA），其次是金属极气体保护焊（MIG/MAG）和钨极惰性气体保护焊（TIG）。焊前准备：（1）4mm以下的厚度不用开破口，直接焊接，单面一次焊透。（2）4到6 mm厚度对接焊缝可采用不开破口接头双面焊。（3）6 mm以上，一般开V或U，X形坡口。其次：对焊件，填充焊丝进行除油和去氧化皮。以保证焊接质量。焊接参数：包括焊接电流，钨极直径，弧长，电弧电压，焊接速度，保护气流，喷嘴直径等。（1）焊接电流是决定焊缝成形的关键因素。通常根据焊件材料，厚度，及坡口形状来决定的。（2）焊极直径根据焊接电流大小决定，电流越大，直径也越大。

2、（3）焊弧和电弧电压，弧长范围约0.5到3mm，对应的电弧电压为810V。（4）焊速：选择时要考虑到电流大小，焊件材料敏感度，焊接位置及操作方式等因素决定。 1 手工焊（MMA）：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。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

3、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。电焊条既可以是钛型焊条，也可以是碱性的，这决定于药皮的厚度和成分。钛型焊条易于焊接，焊缝扁平美观，且焊渣易于去除。如果焊条贮存时间长，必须重新烘烤，因为来自空气的潮气会很快在焊条中积聚。不锈钢药芯焊丝焊接要点及注意事项： （1）采用平特性焊接电源，直流焊接时采用反极性。使用一般的CO2焊机就可以施焊，但送丝轮的压力请稍调松。（2）保护气体一般为二氧化碳气体，气体流量以2025L/min较适宜。 （3）焊嘴与工件间的距离以1525mm为宜。 （4）干伸长度：一般的焊接电流为

4、250A以下时约15mm，250A以上时约2025mm较为合适。2 MIG/MAG焊接：这是一种自动气体保护电弧焊接方法。在这种方法中，电弧在保护气体屏蔽下在电流载体金属丝和工件之间稳定发热，机器送入的金属丝作为焊条，在自身电弧下融化。由于MIG/MAG焊接法的通用性和特殊性的优点，至今她仍然是世界上最为广泛的焊接方法，适用于钢、非合金钢、低合金钢和高合金为基的材料。这使得它成为理想的生产和修复的焊接方法。当焊接钢时，MAG可以满足只有0.6mm厚的薄规格钢板的要求。这里使用的保护气体是活性气体，如二氧化碳或混合气体。不锈钢MIG焊要点及注意事项：（1）采用平特性焊接电源，直流时采用反极性（焊

5、丝接正极）。（2）一般采用纯氩气（纯度为99.99%）或Ar+2%O2,流量以2025L/min为宜。 （3）电弧长度：不锈钢的MIG焊接，一般都在喷射过渡的条件下来施焊，电压要调整到弧长在46mm的程度。 （4）防风：MIG焊接容易受到风的影响，有时微风而产生气孔，所以风速在0.5m/sec以上的地方，都应当采取防风措施。 （5）防潮：室外焊接时，必须保护工件不受潮，以保持气体的保护效果。3 TIG焊接：电弧在难熔的钨电焊丝和工件之间产生，一般使用的保护气体是纯氩气，送入的焊丝不带电，既可以手送，也可以机械送，还有一些特定用途则不需要送入焊丝。被焊接的材料决定了是采用直流电还是交流电：采用直

6、流电时，钨电焊丝设定为负极，因为它有很深的焊透能力，对于不同种类的钢是很合适的，但对焊缝熔池没有任何“清洁作用”。 TIG焊接法的主要优点是可以焊接大材料范围广，包括厚度在0.6mm及其以上的工件，材质包括合金钢、铝、镁、铜及其合金、灰口铸铁、普通干、各种青铜、镍、银、钛和铅。主要的应用领域是焊接薄的和中等厚度的工件，在较厚的截面上作为焊根焊道使用。不锈钢TIG焊要点及注意事项：（1）采用垂直外特性的电源，直流时采用正极性（焊丝接负极）。 （2）一般适合于6mm以下薄板的焊接，具有焊缝成型美观，焊接变形量小的特点。 （3）保护气体为氩气，纯度为99.99%。当焊接电流为50150A时，氩气流量

7、为810L/min，当电流为150250A时，氩气流量为1215L/min。 （4）钨极从气体喷嘴突出的长度，以45mm为佳，在角焊等遮蔽性差的地方是23mm，在开槽深的地方是56mm，喷嘴至工作的距离一般不超过15mm。 （5）为防止焊接气孔之出现，焊接部位如有铁锈、油污等务必清理干净。 （6）焊接电弧长度，焊接普通钢时，以24mm为佳，而焊接不锈钢时，以13mm为佳，过长则保护效果不好。 （7）对接打底时，为防止底层焊道的背面被氧化，背面也需要实施气体保护。 （8）为使氩气很好地保护焊接熔池，和便于施焊操作，钨极中心线与焊接处工件一般应保持8085角,填充焊丝与工件表面夹角应尽可能地小，一

8、般为10左右。（9）防风与换气。有风的地方，务请采取挡网的措施，而在室内则应采取适当的换气措施。试述MAG焊不锈钢的焊接特点。MAG焊不锈钢一般采用直流电源和反极性连接。保护气体不采用纯氩，因为这将引起电弧不稳和焊缝成形不好。通常选用弱氧化性气体保护，如Ar （1%5%）O2或Ar（5%10%）CO2。焊接厚板时还可以采用Ar （30%50%）He的惰性气体混合物。采用氧化性混合气体作为保护气体有如下特点：1）加入少量氧化性气体，能够降低液体金属表面张力，从而能降低射流过渡临界电流，提高熔滴过渡稳定性。2）稳定阴极斑点，由于在熔池上不断生成新的阴极斑点，所以电弧不飘摆，主要落在熔池上，提高了电

9、弧的稳定性。3）由于电弧稳定和提高了熔池金属的流动性，从而改善了焊缝成形，表面美观。常见焊接缺陷类型产生原因与防止措施1）焊缝尺寸不符合要求角焊缝的K值不等一般发生在角平焊，也称偏下。偏下或焊缝没有圆滑过渡会引起应力集中，容易产生焊接裂纹。焊条角度问题，应该考虑铁水瘦重力影响问题。许多教授在编写教材注重理论性而忽略实用性。焊条角度适当上抬，48/42度合适。另外，在K值要求较大时，尽量采用斜圆圈型运条方法。 焊缝宽窄不一致：一是运条速度不均匀，忽快忽慢所致；二是坡口宽度不均匀，焊接时没有进行调整。三是在熔池边缘停留时间不均匀。所以焊接时焊接速度均匀、考虑坡口宽度、熔池边缘停留时间合适。 焊缝高

10、低不一致：与焊接速度不均匀有关外，与弧长变化有关。所以采用均匀的焊接速度、保持一定的弧长，是防止焊缝高低不一致的有效措施。 弧坑：息弧时过快。与焊接电流过大、收弧方法不当有关。平焊缝可以采用多种收弧方法，例如回焊法、画圈法、反复息弧法。立对接、立角焊采用反复息弧法，减小焊接电流法。 焊缝尺寸不符合要求，在凸起时应力集中，产生裂纹；在焊缝尺寸不足时，降低承载能力；所以在焊接前尽量预防，在焊接中尽量防止，在焊接以后及时修补，保证焊缝尺寸符合施工图纸要求。2）夹渣 夹渣是非金属化合物在焊接熔池冷却没有及时上浮而被封闭在焊缝内，所以与清渣不够、打底层、填充层的成型太差、焊条角度没有进行调整而及时对准坡

11、口两个死角，焊接速度过快、焊接电流过小、非正规的运条方法，没有分清铁水与熔渣，保持熔池的净化氛围。平对接采用合适推渣动作，分清铁水与熔池，焊条角度特别重要。 最容易产生夹渣的部位是：平对接各层、填充层与打底层结合部的两个死角，横对接打底层、填充层的最上部的夹角，仰对接的坡口边缘。实际就是焊缝成型没有实现略凹、或平，而特别容易形成过凸的成型所致。 夹渣降低焊缝有效截面使用性能，容易产生裂纹等其他缺陷，影响焊缝的致密性。3）未焊透与未熔合 未焊透一般产生在坡口根部，与埋弧焊偏丝、焊接电流过小、焊接速度快、坡口角度过小、反面清根不彻底。未熔合一般产生在坡口边缘，与电弧在坡口边缘停留时间短、清渣不够、

12、焊接电流过小、焊接速度过快有关。未焊透在X光底片上呈现一道黑直线，未熔合表现为断续的黑直线。 未焊透与未熔合都是不能允许的焊接缺陷，降低结构力学性能，特别是在冲击载荷、动载荷作用下会产生结构断裂。4）咬边与漏边 如果焊接电弧在坡口边缘停留时间过少而没有及时进行铁水的补充，留下的缺口就是咬边。所以焊接电弧一定在坡口边缘多做停留，焊接电流适当减少、焊条角度随焊条摆动而正确调整，让焊接电弧轴线始终对准坡口两边的夹角，特别是盖面层非常重要。 如果焊接电弧没有到达坡口边缘，焊缝容易产生不是咬边而是漏边。所以防止漏边产生最重要的是焊接电弧一定过坡口边1-2mm，稍作停留，防止咬边产生。5）气孔的种类、产生

13、原因与防止措施 定义：气孔是焊接熔池凝固时没有及时析出而残留在焊缝中形成的空穴。类型：一般容易产生氢气孔、氮气孔、co气孔。单个气孔、密集气孔、链状气孔、缩孔等类型气孔的判别：H气孔一般产生在焊缝表面，断面为旋涡状，表面为喇叭型，CO气孔沿结晶方向分布。N气孔分布焊缝表面，蜂窝状出现。 原因与防止措施：焊条种类不同，产生气孔倾向不同，碱性焊条容易产生气孔，特别是对油、锈、水敏感，焊条要进行烘干，保温2小时，一次领用量不超过4小时，采用保温桶。焊缝与坡口要求打磨干净，短弧焊接，引弧与息弧特别注意避免气孔产生。 焊接方法不同注意气孔产生类型不同。CO2焊经常产生的N CO H 气孔，但是最容易产生

14、的是N气孔。气焊容易产生CO气孔。与气体流量、气体纯度、电弧电压、焊接速度等有关。埋弧焊容易产生气孔与焊接速度有关。 缩孔是息弧时产生的一种特殊气孔，与收弧速度过快熔池失去保护形成。特别是海上平台焊接用焊条容易产生。采用清理坡口与焊缝、焊接电流合适、短弧、采用反复息弧法，而且采用较快的频率才能防止。6）裂纹 焊接裂纹是焊缝中不能允许的焊接缺陷。可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹与层状撕裂等。热裂纹与冷裂纹的不同之处：产生的时间与部位不同：热裂纹一般产生在焊接过程中，焊道上，冷裂纹一般产生在焊接以后，乃至数年，焊道到母材延伸。形成形状与颜色不同：热裂纹一般是沿晶间开裂呈锯齿形，有氧化色彩；冷裂纹是沿

15、晶间与晶内开裂，呈曲折形状，没有氧化色彩，呈现金属光泽。裂纹产生与金属种类有关：一般低碳钢不容易产生裂纹，包括热裂纹与冷裂纹。低合金高强度钢容易产生冷裂纹，对热裂纹敏感性小。不锈钢恰恰相反，特别容易产生热裂纹，而对冷裂纹敏感性小。裂纹产生与金属焊接性有关。金属焊接性越好，越不容易产生裂纹。焊接性越差，容易产生裂纹。例如铸铁、铜合金。防止方法：针对不同的金属焊接采用不同的焊接方法、工艺措施。例如焊接Q345采用合适焊接线能量、预热、保持层间温度、焊后热处理等措施防止冷裂纹产生；而在焊接不锈钢时，则采用限制焊接电流等焊接工艺规范，采用小摆动、控制层间温度，采用退火焊道布置、敲击、防止弧坑裂纹与结晶

16、裂纹。一般来说防止热裂纹的措施是：采用含硫量0.030% 含碳量0.15% 含锰量2.5%的、加入TI LV 的变质剂、形成双相组织的焊丝与焊条；严格控制焊接工艺参数，选择合适的焊缝成型系数，合理的焊接顺序与方向，采用小电流与多层多道焊等工艺措施，采用预热与缓冷等减少焊接应力的方法。防止冷裂纹的措施是：选用低氢型焊条、防止焊条受潮、清理焊接坡口的杂质，减少氢的来源；采用预热、控制层间温度、后热、焊后热处理、合理的装焊顺序和焊接方向。改善焊接结构的应力状态。防止再热裂纹措施：选用低强度高塑性焊条、适当提高线能量、采用较高预热温度、合理选择消除应力处理温度，避免600度敏感温度，减少咬边等焊接缺陷

17、。焊接成本包括焊接设备的折旧、维修等费用。由于该费用很少，故未予考虑。 各种焊接数据的计算公式为： 焊材消耗量=需要金属量综合熔敷效率 焊材费用=焊材消耗量焊材单价 燃弧时间=需要金属量熔敷速度 气体费用=气体流量燃弧时间气体单价 总作业时间=燃弧时间+其它时间 工资费用=总作业时间工资单价 电力费用=（焊接电流电弧电压燃弧时间单价）60000 焊接成本=焊材费用+气体费用+工资费用+电力费用五、碳钢及普通低合金钢的焊接1.什么是碳素钢？常用的有哪几种？答：碳素钢也叫碳钢。常用焊接的有低碳钢（含C0.25%）和中碳钢（含C=0.25%-0.60%）；优质碳素结构钢（08、10、15、20、25

18、、30、35、40、45）2.为什么叫普通低合金钢？它们是如何分类的？答：在普通低合金钢中，除碳以外，还含有少量其他元素，如：锰、硅、钒、钼、钛、铝、铌、铜、硼、磷、稀土等，性能发生变化，得到比一般碳钢更优良的性能，如：高强度钢、耐蚀钢、低温钢、耐热钢等。3.什么是金属材料的机械性能？答：强度、硬度、朔性、韧性、耐疲劳和蠕变性能等。4.什么是钢材的工艺性能？答：钢材承受各种冷热加工的能力，如：可切削性、可锻性、可铸性和可焊接性等。5.什么是金属的焊接性？答：在一定的焊接工艺条件下获得优质焊接接头的难易程度。包括两方面的内容：一是接合性能，又称工艺可焊性；二是使用性能，又称使用可焊性。6.为什么

19、ER50-6实心焊丝使用十分普遍？它适合哪些钢材？答：ER50-6实心焊丝（如：唐山神钢MG-51T）适合的钢材有：1普通碳素结构钢：Q215Q235Q255Q2752优质碳素结构钢：08101520253035404515Mn20Mn25Mn30Mn35Mn3碳素铸钢：ZG200-400HZG230-450HZG275-485H4压力容器用碳素钢：20R5锅炉用碳素钢：20g6桥梁用碳素结构钢：16q7核压力容器用碳素钢：20HR8汽车制造用碳素结构钢：08Al15Al9普通低合金高强度结构钢：Q295（09MnV、09MnNb、09Mn2）Q345（14MnNb、16Mn、16MnRE）Q

20、390（15MnV、15MnTi、16MnNb）Q420（15MnVN、14MnVTiRE）10船体用低合金高强度结构钢AH32DH32EH32AH3611压力容器用低合金高强度结构钢16MnR15MnVR15MnVNR12锅炉用低合金高强度结构钢16Mng19Mng22Mng13桥梁用低合金高强度结构钢16Mnq（16MnCuq）15MnVq15MnVNq14石油天然气管道用低合金高强度结构钢S290S315S360S380S4157.为什么低合金高强钢会出现裂纹？有哪些影响因素？答：随含碳量和合金元素的增加，产生冷裂纹的敏感性增加。产生冷裂纹的三要素是：1焊接接头中产生淬硬的马氏体组织2焊

21、接接头中扩散氢H含量高3焊接接头中有较高的残余应力8.为什么防止冷裂纹要采取工艺措施？答：防止冷裂纹要采取的工艺措施有：1建立低氢的焊接环境2制定合理的焊接工艺和焊接顺序a、焊接方法的选择b、焊接热输入量的选定c、焊接顺序的制定3焊前进行预热和控制层间温度（100-150）4焊后立即进行消氢处理（300-400*2h）5焊后消应热处理（600-650*2h）9.为什么CO2在户外作业要采取防风措施？答：CO2气体保护焊在户外作业时，当风力2级（风速：1.63.3米/秒），能够正常焊接。当风力达到3级（风速：3.45.4米/秒），要采用大气体流量计，气体出口压力：0.40.5MPa，流量：607

22、0L/min；也能够正常焊接，不出现气孔等焊接缺陷。如果在上风口设置挡风板，焊接质量更有保证。六、不锈钢的焊接1.什么是不锈钢和不锈耐酸钢？答：金属材料中主加元素“铬”含量（还需加入镍、钼等其它元素）能使钢处于钝化状态、具有不锈特性的钢。耐酸钢则是指在酸、碱、盐等强腐蚀介质中耐蚀的钢。2.什么叫奥氏体不锈钢？常用的牌号有哪些？答：奥氏体不锈钢应用最广泛，品种也最多。如：1188系列：0Cr19Ni9(304)0Cr18Ni8（308）21812系列：00Cr18Ni12Mo2Ti(316L)32513系列：0Cr25Ni13（309）42520系列：0Cr25Ni20等等3.为什么说焊接不锈钢

23、有一定的工艺难度？答：主要工艺难度是：1不锈钢材料热敏感性较强，在450-850温区内停留时间稍长，焊缝及热影响区耐腐蚀性能严重下降。2容易发生热裂纹。3保护不良，高温氧化严重。4线膨胀系数大，产生较大的焊接变形。4.为什么焊接奥氏体不锈钢要采取有效的工艺措施？答：一般工艺措施有：1要依据母材的化学成分，严格选择焊接材料。2小电流.，快速焊接；小线能量，减少热输入。3细直径焊丝、焊条，不摆动，多层多道焊。4焊缝及热影响区强制冷却，减少450-850停留时间。5TIG焊缝背面氩气保护。6与腐蚀介质接触的焊缝最后焊接。7焊缝及热影响区钝化处理。5.为什么奥氏体不锈钢和碳钢、低合金钢焊接（异种钢焊接

24、）要选用2513系列的焊丝及焊条？答：焊接奥氏体不锈钢和碳钢、低合金钢相连的异种钢焊接接头，焊缝熔敷金属必须采用2513系列的焊丝（309、309L）及焊条（奥312、奥307等）。如采用其它不锈钢焊材，在碳钢、低合金钢一侧熔合线上产生马氏体组织，会产生冷裂纹。6.为什么实心不锈钢焊丝要用98%Ar+2%O2的保护气体？答：实心不锈钢焊丝MIG焊接时，如果采用纯氩气体保护，熔池表面张力大，焊缝成型不良，呈“驼背”焊缝形状。加12%的氧气，降低熔池表面张力，焊缝成型平整美观。7.为什么实心不锈钢焊丝MIG焊缝表面发黑？答：实心不锈钢焊丝MIG焊接速度较快（3060cm/min），保护气体喷嘴已经

25、运行到前端熔池区，焊缝还在红热高温状态，被空气氧化，表面生成氧化物，焊缝发黑。用酸洗钝化方法能够去除黑皮，恢复不锈钢原始表面颜色。8.为什么实心不锈钢焊丝要用带脉冲的电源才能实现射流过渡，无飞溅焊接？答：实心不锈钢焊丝MIG焊接时，1.2焊丝，当电流I260280A，才能实现射流过渡；小于此值熔滴为短路过渡，飞溅较大，一般不能使用。只有使用带脉冲的MIG电源，脉冲电流大于300A，才能实现80260A焊接电流下的脉冲射滴过渡，无飞溅焊接。9.为什么药芯不锈钢焊丝用CO2气体保护？不用带脉冲的电源？答：目前常用的药芯不锈钢焊丝（如308、309等），焊丝内的焊药配方是按CO2气体保护下产生焊接化

26、学冶金反应而研制的，所以不能用于MAG或MIG焊接；不能用带脉冲的弧焊电源。七、铝及铝合金的焊接1.为什么叫纯铝？它们是如何分类的？答：工业纯铝：含铝量99.00%。国产牌号：L1、L2、L3、L4、L5。国际型号：1060、1035、1100、1200、1370等国产焊丝牌号：HS3012.为什么叫铝合金？它们是如何分类的？答：在铝材中加入镁、硅、锰、铜、锌等合金元素，形成不同的组织和性能，形成不同系列的铝合金材料，如：1铝铜合金（LY19201422192024）2铝锰合金（LF21300330053105）国产焊丝牌号：HS3213铝硅合金（LT14A1140434047）国产焊丝牌号：

27、HS3114铝镁合金（LF2-LF165005505251825356）国产焊丝牌号：HS3315铝镁硅合金（LD2LD31606160636070）6铝铜镁锌合金（7005705070757475）7铝铜镁锂合金（8090）等3.为什么MIG焊铝要用亚射流过渡？答：亚射流过渡在射流过渡的电弧成分中调试出35%的短路过渡成分，保证电弧长度较短，电弧不漂移，气体保护和阴极雾化效果好，产生气孔的倾向小，焊缝内在质量高。4.为什么MIG焊铝的工艺难题较多？答：MIG焊铝的工艺难题主要有：1铝及铝合金的熔点低（纯铝660），表面生成高熔点氧化膜（AL2O32050），容易造成焊接不熔合。2低熔点共晶物

28、和焊接应力，容易产生焊接热裂纹。3母材、焊材氧化膜吸附水分，焊缝容易产生气孔。4铝的导热性是钢的3倍，焊缝熔池的温度场变化大，控制焊缝成型的难度较大。5焊接变形较大。5.为什么MIG焊铝要用1.2/1.6焊丝？答：MIG焊铝时，因焊丝的熔化速度很快，送丝速度高；铝焊丝刚性小，比较软，推丝送进时，细焊丝容易堆丝打弯，影响正常焊接。所以一般使用1.2/1.6铝焊丝。6.什么叫清洁宽度？答：TIG交流和MIG直流反接焊铝时，负电极（母材）表面上集中发射电子的光亮微小区域“阴极雾化区”，此区域为清洁宽度，清理铝表面氧化膜。八、铜及铜合金的焊接1.为什么叫纯铜（紫铜）？答：含铜量99.9%的铜材叫纯铜（

29、紫铜）牌号：C10200、C11000、C12000、C12200等焊丝牌号：HS2012.为什么叫铜合金？它们是如何分类的？答：在铜材中加入锌（黄铜）、镍（白铜）、硅（硅青铜）、铝（铝青铜）、锡（锡青铜）、磷（磷青铜）等称为铜合金。分类如下：1磷青铜（C50500）焊丝：HS2022硅青铜（C65100）焊丝：HS2113铝青铜（C61300）焊丝：HS2144黄铜（C21000）焊丝：HS2215白铜（C70600）3.为什么MIG焊接纯铜（紫铜）焊前要预热400-600？答：铜的高热导率（比钢大711倍），使母材与填充金属难于熔合，产生焊不上及未熔合的现象。焊前需预热400600C使工件获得足够的热量，保证焊缝的良好成型，实现正常焊接。4.为什么纯铜焊接容易出现热裂纹？答：硫、磷、锡、锌等低熔点共晶体使铜及铜合金具有明显的热脆性，焊接接头容易产生热裂纹。并且焊缝出气孔的倾向比钢严重的多。5.什么叫MIG钎焊？答：采用低熔点的铜基焊丝钎料（如：硅青铜、铝青铜等），在纯氩气保护下的