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不锈钢薄板的焊接技术探讨_潘鑫

关于不锈钢薄板焊接时最易产生的缺陷是烧 穿,一旦烧穿则不能修补。因此,烧穿控制是不锈钢 薄板焊接过程中的质量关键。不锈钢焊接时,工件 的焊接变形也是不容忽视的问题,不锈钢薄板拘束 度较小,在焊接过程中受到局部的加热、冷却作用, 形成了不均匀的加热、冷却状态,这时焊件会产生 不均匀的应力和应变,当焊缝的纵向缩短对薄板边 缘的压力超过一定数值时,就会产生较严重的波浪 式变形,影响工件的外形美观。
不锈钢是 20 世纪世界冶金史上的重大发明, 也是 20 世纪产量和需求持续增长的金属材料之 一。在钢铁产量停滞不前的状况下,近 10 多年,世 界不锈钢的需求仍以 4%~5%的速率增长。目前, 我国食品、酿造行业 90%以上的常压容器全部是用 不锈钢薄板加工制造的[1]。在不锈钢的使用中,以薄 板为主,2000 年薄板的消费量为 91 万吨,薄壁不 锈钢也已经应用到国民生产和生活的各个领域[2]。 在各个领域使用时,不锈钢薄板的焊接时产品生产 的重要工序,焊接质量的好坏直接决定产品的质 量,随着时代的发展, 不锈钢板材在矿山及化工领 域的应用越来越广泛, 因不锈钢具有优良的焊接 性, 几乎所有的熔焊方法都可以焊接, 北矿院自主 设计的磁选机,均采用 3~6mm 的不锈钢薄板。本 文主要阐述了不锈钢薄板的焊接工艺及方法。
3 结论
综上所述,TIG 焊热量集中、热影响区小、变形 小,焊接时如能选用合适的工艺、设备,可得到成形 较好的焊缝。钨极氩弧焊即非熔化极氩弧焊最适合 焊接较薄的不锈钢钢板。
参考文献
[1] 张丽萍. 不锈钢薄板的应用及焊接 [J]. 甘肃冶金,
2006,28(4):62-64. [2] 魏晓彤. 不锈钢薄板焊接方法的探讨 [J]. 广州化工,
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关长江 [11] 等人研究了 0.15mm、0.2 mm、0.3 mm 厚 304 不锈钢薄板的 TIG 焊工艺,获得了抗拉强度 和断后伸长率等性能指标与母材基本持平的焊接接 头 。 但 焊 缝 易 出 现 内 凹 缺 陷 , 组 织 粗 大 。 Ahmet Durgutlu[12]在氩气中加入了氢气,并研究了氢含量对 316 不锈钢 TIG 焊接接头性能的影响,他们发现随
着氢含量的增加,焊缝内组织均匀细化,焊缝深度和 焊缝宽度增加。文献[13]采用 TIG 焊对 443 不锈钢的 薄板(≤2 m m)进行焊接加工,就其焊接工艺和焊接 性及耐蚀性进行了研究分析。结果表明,采用 TIG 焊进行薄板的焊接时,焊接接头具有较高的机械性 能及耐蚀性。为了提高焊接效率,朱学军[14]等人研究
为,不锈钢薄板对接焊缝可以采用不卷边不填丝的

ÁÂ 钢MAG焊接接头的组织和力学性能有较大影响,
当混合气体中 CO2 的含量增加时,焊接飞溅现象严 重,并且焊缝中出现铁素体。由于采用 Ar 或在 Ar 中添加了少量的 02 作为保护气体,因而其电弧稳 定,熔滴细小且过渡稳定,飞溅很小。该焊接方法的 电流密度高、母材熔深深,因而其焊丝的熔化速度和 焊缝的熔敷速度高,焊接生产效率高,尤其适于中等 厚度和大厚度结构的焊接。该焊接设备比较复杂,设 备成本较高。
综合以上分析,TIG 焊热量集中,热影响区小, 变形小,最适宜焊接不锈钢薄板材料,因此,钨极氩 弧焊即非熔化极氩弧焊最适合焊接较薄的不锈钢 钢板[3]。 2.2 钨极氩弧焊焊接不锈钢薄板的研究现状
目前,钨极惰性气体保护焊(简称 TIG)广泛应 用于各行各业,尤其是在不锈钢薄板的焊接中应用 更为广泛。其原理是在惰性气体的保护下,利用钨 电极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝 (如果使用填充焊丝)的一种焊接方法。TIG 焊接不 锈钢薄板工艺参数见表 1[2]。
表 1 焊接不锈钢薄板工艺参数
Table 1 Process parameters of the stainless sheet steel
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作者简介:潘鑫(1979-),江西婺源人,男,副总经理,工程师 .Email: px317@
4期
潘 鑫:不锈钢薄板的焊接技术探讨
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要用 Ar+(1%~5%)02,但混合气体配比较为困难[3]。 丁成刚[4]等人研究了 SUS304 不锈钢 MAG 焊接头的
弧焊或填丝氩弧焊。但对于不锈钢薄壁容器的内表 面要求严格时,采用这两种焊接方法很难达到要
组织与性能。为了减小焊接变形,c.P.chou[5]等人提出
求,因此,采用不填丝手工钨极氩弧焊能成功解决
了一种改进焊接方法,在焊枪两旁安装两个附加焊
上述难题,这样可以节省不锈钢焊丝、开坡口及大
枪头以减小热应力,取得了预期效果,热应力减小了
量的砂轮片,且焊缝表面成形美观[8]。孙守礼等[9]认
20%~30%。MT.Liao[6]发现保护气体成分对 304 不锈
2010,38(5):234-237. [3] 黄钧. 不锈钢薄板焊接成本的分析与对比 [J]. 活力,
2007,8:116. [4] 丁成钢,史春元,杨蔚.SUS304 不锈钢拟 G 焊接头组织
与性能[J].焊接,2009,35(15):19-20. [5] Lin Y C,Chou C P.A new technique for reducing the
Researched on Welding Technology of Stainless Sheet Steel
PAN Xin
Abstract: Welding process and research status of stainless sheet steel was studied in this paper. It is analyzed that TIG is best method to weld stainless sheet steel. Because of heat concentrated it will has small HAZ and little deformation during TIG welding. Keywords: Stainless sheet steel;TIG;Welding defect.
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热喷涂技术
3卷
了不填丝高速钨极氢弧焊接 304 不锈钢薄板的可 焊性,焊接速度分别为 3、4、5、6、7、8、9 和 10m/min。
尽管 TIG 被广泛应用于不锈钢的焊接中,但这 种方法主要存在以下缺点:(l) 焊接接头热影响区 宽,易出现粗晶区,导致焊接力学性能降低,焊接接 头的延伸率以及疲劳性能降低;(2) 钨极氢弧焊电 弧的热功率低,所以焊接速度较慢。因此,焊接接头 冷却过程中在危险温度区停留的时间长,因而其焊 接变形也就大,耐腐蚀性能较差;(3)液体金属的粘 度及表面张力较大,易产生气孔;焊缝金属润湿性 差,焊缝两侧易产生咬边。 2.3 不锈钢薄板焊接过程中的缺陷
residual stress induced by welding in type 304 stainless steel [J].Journal of Materials Processing Technology, 1995,48:693-698. [6] Liao M T,Chen W J. The effect of shielding-gas compositions on the microstructure and mechanical properties of stainless steel weldments [J].Materials Chemistry and Physics,1998,55:145-151. [7] 胡培海.不锈钢薄板大直径低温容器的埋弧自动焊工艺 [J].油气田地面工程,2003,22(5):54. [8] 李定国.不锈钢薄板的 TIG 焊[J]. [9] 孙守礼,吴丰顺,孙智富.不锈钢薄板的焊接质量及 其控制 [J]. 武汉汽车工业大学学报,1996,18(1): 62-65. [10] 马黎阳,丁月成. 不锈钢薄板不填丝简易手工氩弧焊 [J].焊接,1996(1):21-22. [11] 关长江,李伟,罗淑芬,等.不锈钢薄板(≤0.3mm)的焊接 工艺[J].焊接,2008,02:59-62. [12] Ahmet Durgutlu Experimental investigation of the effect of hydrogen in argon as a shielding gas on TIG welding of austenitic stainless stee [J].Materials and Design, 2004,25:19-23. [13] 张心保,孙铭山. 4 4 3 不锈钢薄板的 T I G 焊接[J].太钢 科技,2007,4:9-11. [14] 崔丽,朱学军,栗卓欣.不锈钢薄板高速钨极氢弧焊的研 究[J].热加工艺,2005,04:22-24.
直流钨极氩弧焊方法,只要焊装机构的精度能保证 弧长波动小,焊速调节准确,并使工件正背面都受 到气体保护,完全可以得到表面质量良好的焊缝。 文献[10]中对于 0.7mm 不锈钢薄板的焊接,采用不填 丝简易手工钨极氢弧焊工艺方法,不仅降低了焊接 成本,同时提高了生产效率。使 0.7mm 不锈钢薄板 的焊接接头平整美观。
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