马氏体不锈钢和奥氏体不锈钢焊接

第一章 材料的焊接性分析

奥氏体不锈钢是不锈钢中最重要的钢种，生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的70%，该类钢是一种十分优良的材料，有极好的抗腐蚀性和生物相容性，因而在化学工业、沿海、食品、生物医学、石油化工等领域中得到广泛应用。

本次课设题目(单晶炉副炉室的焊接)中的各部件材料是：304L（00Cr19Ni10）（包括上法兰、下法兰、内炉筒）； 1Cr18Ni9Ti(包括外炉筒、水咀座)；且它们都是18-8型奥氏体不锈钢。是奥氏体不锈钢的基本钢种。 1 奥氏体不锈钢的焊接特点

奥氏体不锈钢是石油化工生产中应用最为广泛的金属材料之一，其焊接

性能良好，但在焊接过程中也容易产生不少问题，主要表现为以下几种：

① 晶间腐蚀

奥氏体不锈钢焊接件容易在焊接接头处发生晶间腐蚀，根据贫铬理论，

其原因是焊接时焊缝和热影响区在加热到450～850℃温度范围停留一定时间的接头部位，在晶界处析出高铬碳化物（Cr23C6），引起晶粒表层含铬量降低，形成贫铬区，在腐蚀介质的作用下，晶粒表层的贫铬区受到腐蚀而形成晶间腐蚀。这时被腐蚀的焊接接头表面无明显变化，受力时则会沿晶界断裂，几乎完全失去强度。

为防止和减少焊接接头处的晶间腐蚀，一般采取的防止措施有： （

奥氏体不锈钢板材的焊接工艺设计

奥氏体不锈钢304具有非常好的塑性和韧性，这决定了它具有良好的弯折、卷曲和冲压成型性，因而便于制成各种形状的构件、容器或管道。奥氏体不锈钢韧性、塑性好，焊接时不会发生淬火硬化，尽管其线膨胀系数比碳钢大得多，焊接过程中弹塑性应力应变量很大，却极少出现冷裂纹；尽管有很强的加工硬化能力，由于焊接接头不存在淬火硬化区，即使受焊接热影响而软化的区域，其抗拉强度仍然不低。

304钢的热胀冷缩特别大所带来的焊接性问题主要有两个：一是焊接热裂纹，这与奥氏体不锈钢的晶界特性和对某些微量杂质如硫、磷等敏感有关；二是焊接变形大。

1 焊前准备

基于以上的种种考虑，所采用的焊接设备、焊接评定用材料、试板坡口型式等如下。 1.1 焊接设备

设备选用日本产（OTC）P-300交直流氩弧焊机，焊接电源为直流陡降外特性，由2只流量计来控制正面和背面的保护气体。 1.2 焊接评定用材料

对厚度为4mm的304板进行焊接工艺试验。其化学成分和机械性能列于表1；填充金属用ER308L的焊丝，其化学成分和机械性能见表2；焊接用保护气体分析见表3。

表1 304化学成分（％）和机械性能

摘要：当今随着石油、化工、医药及其他工业的不断发展，对耐腐蚀性的设备需求越来越多，更多的不锈钢设备在化工企业得以广泛的应用，在工业的应用上成逐年上升的趋势。然而在工作中，我们常常遇到晶间腐蚀，应力腐蚀，过热裂纹等问题。我们通过分析不锈钢的分类和不锈钢在生活中的应用，再谈及奥氏体不锈钢的的焊接性分析，指出晶间腐蚀、热裂纹、应力腐蚀开裂、焊缝成形不良等是焊接时易出现的问题。可从制定合理的焊接工艺，包括焊条选择、焊接工艺参数、焊后处理等方面确保奥氏体不锈钢的焊接质量。

关键词：奥氏体不锈钢 焊工艺 质量缺陷 质量控制

1

西安理工高等技术学院毕业设计

目录

摘要 ............................................................. 1 一． 奥氏体不锈钢 ................................................ 4

（一）奥氏体不锈钢的定义 ..................................... 4 （二）奥氏体不锈钢的型号 ..................................... 4

焊接, 工艺,资料

学术与经验甲

奥氏体不锈钢蔡祥通

。

的焊接

一前言。

、

。

说明

规范认为该材料研制已经成功。

,

是,

公司研制的一种新型高含

并有可靠的使用经验。

金纯奥氏体不锈钢因其在酸性有腐蚀的介质和含

也由下述标准引用,,,,,

离子中具有优良的耐晶间腐蚀性能同时具有,

优良的抗点蚀缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂的性能,

。

,

,

,

在生产可发性聚苯乙烯工厂中应用于脱盐水的生

规范,

成含、

离子及膨胀罐空压罐等压力容器中

、

。

二材料简介

,

标准及应用实例的卷中为其指定一,

为组别一

,

第,。

,

锅炉和压力容器规范中较多引用了这种材料如,

化学成分。

第

卷《压力容器》一册第

。

而且规范实例中也给,

的化学成分见表

出三个采用该材料的例子表元素翎标值准于小、

一

,

一

,

一

“

、

的、

卜

、

典值行

力学性能表占占

的力学性能见表

翁

申

标准值

成形和加工性能由表可知,,

有许多特殊的地方。

。

是一种高强度韧性的奥。

冷成行

氏体不锈钢比

强度高约

因此其成形,

剪切弯曲拉伸挤压等工艺方法都可以采用常规的用于奥氏体不锈钢的标准设备来实现因此,

、

、

、

和加工性能既有常规奥氏体不锈钢相似的一面又

汕头科技

焊接, 工艺,资料

甲学术与经验成行很容易但与其他奥氏体不锈钢一样冷加工,,

焊接境温度低于,

时一般不需要预热,

。

但如果环

后迅速加工硬化而且由于强

不锈钢焊接性能

在不锈钢的应用中对不锈钢结构进行焊接和切割是不可避免的。由于不锈钢本身所具有的特性，与普碳钢相比不锈钢的焊接及切割有着其特殊性，更易在其焊接接头及其热影响区（HAZ）产生各种缺陷。焊接时要特别注意不锈钢的物理性质。例如奥氏体型不锈钢的热膨胀系数是低碳钢和高铬系不锈钢的1.5倍；导热系数约是低碳钢的1/3，而高铬系不锈钢的导热系数约是低碳钢的1/2；比电阻是低碳钢的4倍以上，而高铬系不锈钢是低碳钢的3倍。这些条件加上金属的密度、表面张力、磁性等条件都对焊接条件产生影响。

马氏体型不锈钢一般以13%Cr钢为代表。它进行焊接时，由于热影响区中被加热到相变点以上的区域内发生a-r（M）相变，因此存在低温脆性、低温韧性恶化、伴随硬化产生的延展性下降等问题。因而对于一般马氏体型不锈钢焊接时需进行预热，但碳、氮含量低的和使用r系焊接材料时可不需预热。焊接热影响区的组织通常又硬又脆。对于这个问题，可通过进行焊后热处理使其韧性和延展性得到恢复。另外碳、氮含量低的牌号，在焊接状态下也有一定的韧性。

铁素体型不锈钢以18%Cr钢为代表。在含碳量低的情况下有良好的焊接性能，焊接裂纹敏感性也较低。但由于被加热至900℃以上的焊接热影响区晶粒显

不锈钢焊接工艺

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。

（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8~10V。

（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

吉林省神力重型起重机制造有限公司企业标准

QJ/

不锈钢焊接工艺规程

编制：刘松涛

审核：

批准：

2008-4-01发布 2008-05-01

实施

吉林省神力重型起重机制造有限公司发布

QJ/

1.范围

本标准规定了不锈钢及其异种钢间焊条电弧焊及埋弧自动焊对焊工的要求，焊接材料

的选用，焊接工艺的要求，焊缝返修、检验等。

本标准适用于不锈钢及其异种钢间焊条电弧焊及埋弧自动焊。

2.规范性引用文件

下列文件种的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡式注日期的引用文件，

其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据

本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡式不注日期的引用文件，

其最新版本适用于本标准确性。

JB4709-200 《钢制压力容器焊接工艺规程》

QJ/《压力容器焊缝返修工艺规程》

QJ/《压力容器焊缝坡口的基本形式和尺寸》

QJ/《手工钨极氩弧焊接工艺规程》

QG/《焊工号打印位置规定》

QG/《焊接材料管理标准》

3.基本要求

本标准若与JB4709-2000焊接工艺与图样要求相抵触时，则按JB4709-2000焊接工艺

或图样要求执行。

4.焊工

凡进行不锈钢压力容器

不锈钢楼梯栏杆及不锈钢扶手施工工艺 A工程流程

安装预埋件放线安装立柱扶手与立柱连接打磨抛光 B安装预埋件（后加埋件）

楼梯栏杆预埋件的安装只能采用后加埋件做法，其做法是采用膨胀螺栓与钢板来制作后置连接件，先在土建基层上放线，确定立柱固定点的位置，然后在楼梯地面上用冲击钻钻孔，再安装膨胀螺栓，螺栓保持足够的长度，在螺栓定位以后，将螺栓拧紧同时将螺母与螺杆间焊死，防止螺母与钢板松动。扶手与墙体面的连接也同样采取上述方法。 C放线

由于上述后加埋件施工，有可能产生误差，因此，在立柱安装之前，应重新放线，以确定埋板位置与焊接立杆的准确性，如有偏差，及时修正。应保证不锈钢立柱全部座落在钢板上，并且四周能够焊接。 D安装立柱

焊接立柱时，需双人配合，一个扶住钢管使其保持垂直，在焊接时不能晃动，另一人施焊，要四周施焊，并应符合焊接规范。 E扶手与立柱连接

立柱在安装前，通过拉长线放线，根据楼梯的倾斜角度及所用扶手的圆度，在其上端加工出凹槽。然后把扶手直接放入立柱凹槽中，从一端向另一端顺次点焊安装，相邻扶手安装对接准确，接缝严密。相邻钢管对接好后，将接缝用不锈钢焊条进行焊接。焊接前，必须将沿焊缝每边30～50mm范围内的油污、

304不锈钢椭圆棒304L不锈钢椭圆帮旺不锈钢带规格：宽度 3.5mm～1550mm 厚度 0.025mm～4mm 材质：SUS316L、316、310S、310、304L、304、301、302、202、201、321、904、904L等.

联系人：吴翔 联系电话：0769-85073372

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江苏兴化亿旺不锈钢材料厂位于东莞长安镇莞长路（107国道边）成立于2000年，是一家专业生产不锈钢材料的大型企业。资金雄厚，技术先进，设备齐全，拥有职工3000多名，占地面积达100000多平方米。主要生产销售的材料有：＂不锈钢棒材＂圆棒，六角棒，四方棒，椭圆棒＂不锈钢板材＂卷板，中厚板，热轧板，冷轧板＂不锈钢线材＂弹簧线，全软线，螺丝线，光亮线，电解线，中硬线＂不锈钢管材＂焊管，无缝管，矩形管，波纹管＂不锈钢带材＂卷带，2B带，卷料＂不锈钢元钢＂扁钢，槽钢，角钢，不锈钢绳等系列产品。还根据不同用户的需求，承接订购各种不同规格的异型钢材。材质为：SUS310，316.310S，304.316L，303.316F，301.304L，302.316N，902.904L.201，304F.202，303F.317，

第3 0卷第 4期 20 09年 8月

特殊钢S E AL S E P CI T EL

Vo . 0 No 4 13 . .

Au u t 2 0 g s 0 9 4 5

工艺材料进展

高氮奥氏体不锈钢的研究进展刘海定王东哲魏捍东李永友胥忠伟孙威(国家仪表功能材料工程技术研究中心，重庆仪表材料研究所，重庆 4 00 ) 0 7 0

摘

要

高氮奥氏体不锈钢由于具有强度高、韧性好、磁、无耐腐蚀性能佳及晶间腐蚀敏感性低等诸多独特优

点而得到越来越广泛的应用，基础理论和制造技术方面的研究仍相对落后。文中分析了高氮奥氏体不锈钢的研但发历程和冶金理论现状，述了高氮奥氏体不锈钢的钢种、分、综成制造工艺和力学性能，以及该钢的发展与展望。 关键词高氮钢奥氏体不锈钢冶炼工艺力学性能发展与展望

Re e r h Pr g e si ih Nir g n Au tn t t i ls t e s a c o r s n H g t o e se ie S an e sS e lL u Had n,Wa g D n z e i i i g n o g h,W e n o g,L o g o i Ha d n iY n y u,Xu Z o g e n u e