不锈钢焊接

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不锈钢焊接范文第1篇

[关键词]304不锈钢；焊接工艺；奥氏体；马氏体

中图分类号：F689 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0094-01

1、背景介绍

石油化工装置中，存在许多高温、高压管道，或者洁净度要求较高的的管道和设备，因此不锈钢大量采用。不锈钢是指主加元素Cr高于12%，能使钢处于钝化状态、又具有不锈钢特性的钢，奥氏体不锈钢通常在常温下的组织奥氏体+少量铁素体。由于所需要获得的组织要求比较严格，不锈钢的焊接尤为重要，焊材的选取成为关键。某装置304不锈钢管道焊接时，施工单位根据自己的焊接工艺评定采用了A132焊条，一些现场人员认为没有采取常用的A102焊条，会产生问题，那么到底采用A132焊条是否可行呢？下面从理论上对304不锈钢焊材的选用作一介绍。

2、304不锈钢的焊接特点

2.1 304不锈钢简介

304相当于我国的0Cr18Ni9不锈钢，化学成分见下表：

力学性能：抗拉强度 σb （MPa）≥520；条件屈服强度 σ0.2 （MPa）≥205；伸长率 δ5 （%）≥40；断面收缩率 ψ （%）≥60；硬度：≤187HB。

2.2 304奥氏体不锈钢的焊接特点

（1）容易出现热裂纹：尽量使焊缝金属呈双相组织，铁素体的含量控制在3-5%以下。因为铁素体能大量溶解有害的S、P杂质。尽量选用碱性药皮的优质焊条，以限制焊缝金属中S、P、C等的含量。

（2）晶间腐蚀：根据贫铬理论，焊缝和热影响区在加热到450-850℃敏化温度区时在晶界上析出碳化铬，造成贫铬的晶界，不足以抵抗腐蚀的程度。

（3）应力腐蚀开裂：应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现象。奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失效形式，表现为无塑性变形的脆性破坏。

（4）焊缝金属的低温脆化：对于奥氏体不锈钢焊接接头，在低温使用时，焊缝金属的塑韧性是关键问题。此时，焊缝组织中的铁素体的存在总是恶化低温韧性。

（5）焊接接头的σ相脆化：焊件在经受一定时间的高温加热后会在焊缝中析出一种脆性的σ相，导致整个接头脆化，塑性和韧性显著下降。σ相的析出温度范围650-850℃。在高温加热过程中，σ相主要由铁素体转变而成。加热时间越长，σ相析出越多。

3、不锈钢焊接的焊材选用

不锈钢主要用于耐腐蚀，但也用作耐热钢和低温钢。因此，在焊接不锈钢时，焊条的性能必须与不锈钢的用途相符。不锈钢焊条必须根据母材和工作条件（包括工作温度和接触介质等）来选用。

（1）一般来说，焊条的选用可参照母材的材质，选用与母材成分相同或相近的焊条。如：A102对应0Cr19Ni9；A137对应1Cr18Ni9Ti。

（2）由于碳含量Σ恍飧值目垢蚀性能有很大的影响，因此，一般选用熔敷金属含碳量不高于母材的不锈钢焊条。如316L必须选用A022焊条。

（3）奥氏体不锈钢的焊缝金属应保证力学性能。可通过焊接工艺评定进行验证。

（4）对于在高温工作的耐热不锈钢（奥氏体耐热钢），所选用的焊条主要应能满足焊缝金属的抗热裂性能和焊接接头的高温性能。

（5）对于在各种腐蚀介质中工作的耐蚀不锈钢，则应按介质和工作温度来选择焊条，并保证其耐腐蚀性能（做焊接接头的腐蚀性能试验）。

（6）也可选用镍基合金焊条。如采用Mo达9%的镍基焊材焊接Mo6型超级奥氏体不锈钢。

4、304不锈钢焊接材料选用分析

A102焊条是与304化学成分匹配的焊材，A132则是加入了Nb元素，那么焊接形成的焊缝会是什么组织呢，这需要通过舍弗勒图来进行计算。所用公式为：

Creq =Cr+1.37Mo+1.5Si+2Nb+3Ti Nieq=Ni+22C+14.2N+0.31Mn+Cu（图1）

A132焊条的化学成分为：

对于A132：

Creq = Cr+1.37Mo+1.5Si+2Nb+3Ti = 19.83+1.5×0.59+2×0.52 = 21.76

Nieq = Ni+22C+14.2N+0.31Mn+Cu = 9.54+22×0.043+0.31×1.15 = 10.84

对于304不锈钢：

Creq = Cr+1.37Mo+1.5Si+2Nb+3Ti = 19.00+1.5×1.00 = 20.50

Nieq = Ni+22C+14.2N+0.31Mn+Cu=9.50+22×0.08+0.31×2.00=11.88

焊接时，焊缝的成分取决于熔合比D，设D=0.3，即母材金属熔入焊缝30%，则对于焊缝：

Creq = 0.3 × 20.50+0.7×21.76 = 21.38

Nieq = 0.3 × 11.88+0.7×10.84 = 11.15

以上三组数据对应舍弗勒图全部落在图上的A+F区，也就是奥氏体+少量铁素体区，不会生成易裂的马氏体区，焊缝组织完全可以保证。以上是计算分析，其实简言之奥氏体不锈钢采用奥氏体不锈钢的焊材焊接一定生成奥氏体组织。

那么Nb元素加入到304不锈钢焊缝中会有什么影响呢，Nb的固溶强化作用很强，显著提高钢的淬透性和强度，还可细化晶粒，并提高钢的高温性能，适当加入Nb元素对焊缝的性能是有益的。

不锈钢焊接范文第2篇

关键词：内衬不锈钢 复合钢管 焊接工艺

1、不锈钢复合材料焊接工艺的特点

1.1基层、复层的焊接特点分析

在进行不锈钢钢管焊接的过程中，一般来说所选择的基层与复层的焊接工艺需要区分开来，这样才能够最大程度上保证复合钢管的性能稳定，不失去其本身的性能。

在基层与基层的焊接工艺上需要选择的焊条和焊丝应当与基层的材质契合；在复层与复层的焊接上，则焊条和焊丝的选择应当与复层的材质相吻合。

一般复层的焊接工艺需要与不锈钢相同，而基层的焊接工艺与珠光体钢类似。总而言之，基层与基层的不锈钢焊接工艺、复层与复层的不锈钢焊接工艺主要的施工手段比较简易，在实际的施工过程中相关工作人员也具备了一定的经验。

1.2过渡层焊接特点分析

很多情况下，选择的焊接工艺相关参数错误使得过渡层的焊接出现基层焊接正常，但是复层的合金材料受到严重的影响，掺入大量的其他元素，影响到钢强度；另一方面焊接工艺选择不当也会导致复层在焊接过程中金属受到影响，金属之间的塑性强度大幅降低，并且抗腐蚀性能也会受到一定影响。因此，过渡层的不锈钢钢管焊接工艺上，要选择以奥氏体填充材料来进行辅助焊接，所选择的奥氏体填充材料中主要以高含量铬元素发挥作用。在过渡层焊接过程中还需要含有一定的铁素体，提升焊接部位的抗裂性能，保证钢管的质量要求。同时在进行复层和基层的焊接过程中，应当以抗逆程度较小的层面作为焊接的基本要求。

1.3过渡区组织特点

过渡区主要包含基层和复层的结构分子的共同特性，既有基层分子的性质也有复层分子的性质。在进行焊接的过程中，极容易出现接头处出现碳扩散现象以及合金烧毁的现象。如果在过渡区焊接过程中选择的焊接工艺不符合基层或者复层的基本要求，就容易使得过渡区电流过大，电流增加会影响到复层的抗腐蚀性结构，降低复层的强度，影响到不锈钢复合钢管的质量。因此在过渡区进行焊接工艺的选择上需格外重视焊接材料的选取。

2、复合管焊接

2.1复合管焊接工艺要求

焊接场所应采取防风、防寒等措施，确保施焊环境不低于5℃，风速>2m/s、相对湿度>90%时，禁止施焊。焊接前，应把准备焊接的区域25mm范围内清理干净，确保无切割和加工的切削液、油、铁锈、水垢或其他有害物质，以免焊接过程中产生气孔等缺陷。

2.2复合管端部封焊

由于复合管的基层和复层只是通过挤压使内外壁贴合在一起，接触面存在空气、水分和油污等杂质，所以焊接过程中，受热会分解为水蒸气和CO2气体，影响焊缝质量，产生气孔等缺陷。另外，由于复层和基层之间不易熔合在一起，所以需要对复合管坡口一侧的端部进行封焊。封焊层可以起到封底焊作用，还可以增加坡口尖端不锈钢层的有效厚度，提高接头的抗腐蚀性能。

封焊选用较小的焊接电流，较快的焊接速度，电弧摆幅不宜过大，圆周均匀堆焊两层。采用φ1.6mm、ER309L焊丝，电流一般应控制在60A左右，以防止不锈钢复层被烧穿。封焊后，用砂轮机将坡口修磨成25b±2.5b角，钝边约lmm。

2.3复合管组对及定位焊

复合管组对及定位焊管子组对前，用丙酮或酒精清洗坡口两侧25mm范围。为了保证管子组对的精度，需采用工装。把管子坡口一侧放到角钢2内，扭动把手6，利用丝杆4将管子压紧，再把另一根管子按照相同的方法压紧，保证坡口间隙符合工艺要求的2-3mm，并且周圈均匀。测量对接完的焊口，内外壁要求齐平，错边量不能超过复层壁厚的10%，且≤2mm。

由于打底焊时会产生较大的焊接应力，影响打底焊背面成形，因此需要进行定位焊。定位焊采用三点焊法，每个焊点单面焊双面成形，长度一般为10-15mm，厚度为2-3mm。定位焊工艺必须与打底焊一致，采用φ2.4mm、ER308L焊丝，电流一般应控制在80-90A。

由于复层材质是不锈钢，管子内部焊缝会产生严重的氧化，为保证焊缝成形和焊缝质量，管子内部必须进行充氩气保护。充氩气前，需要用纸胶带将所有的管口进行封闭，然后进行充氩，氩气流量为5-14L/min。

2.4复合管对接焊

检测定位焊缝，不得有裂纹及其他缺陷，若发现缺陷应及时清除。用砂轮机将所有定位焊焊点的两端修磨成缓坡状，以保证打底焊接头完全熔透。保证定位焊后的坡口角度为50°±5°。

复合管对接焊时，共需要焊接4层，全部为单层单道焊。由于复合管焊接的特殊性，需要采用三种不同的焊接材料来焊接，因此严禁焊材乱用，必须严格执行焊接工艺。

3、焊接中的注意事项

3.1层间温度控制

在不锈钢复合钢管的焊接过程中，控制层间温度对于不锈钢复合钢管的性质具有有效的保护作用。不锈钢复合钢材的自身导热系数比碳钢导热系数低2/3，当不锈钢复合钢材长时间处于高温状态之下，其内部的晶体结构会出现严重的破坏，从而使得不锈钢复合钢材在后期的使用过程中焊接部位出现质量问题。因此在进行不锈钢复合钢材的焊接过程中，一般需要将温度控制在140℃以下，这样不仅能够有效完成焊接工艺，而且也能够最大程度保证不锈钢复合钢管的质量。

控制不锈钢复合钢管焊接过程中的温度问题可以采用水冷却法处理，即在焊接的过程中需要保证不锈钢复合钢管两侧都进行一定的冷却，保证两侧性质相同，从而在最短的时间内将焊接部位的温度降低到140℃以下，保证不锈钢复合钢管的性能不受到损坏。

3.2焊接气泡的处理

在焊接过程中，往往会由于不锈钢复合材料的突然加热而使得周围空气温度上升，当这部分受热空气无法排出钢管内部时，在焊接的过程中就会出现气泡现象，其会在一定程度上影响到焊接部位的质量和强度。

对于焊接气泡的处理手段一方面可以通过控制温度的方式，在焊接的过程中一边控制温度一边进行焊接工作，降低周边空气温度的上升。另一方面可以采用气体排出的方式，在焊接施工工艺之前，首先在焊接部位开8mm左右的口，在焊接施工过程中，受热气体就会从小孔中排出，而不会影响到焊接部位的效果。

3.3磁偏吹的处理问题

不锈钢复合钢管在焊接管口的过程中出现磁偏吹现象也是比较常见的，这主要是因为在实际的焊接过程中，由于二线接触点的关系而产生一定的电流，电流产生磁场，从而造成磁偏吹现象出现。

对于磁偏吹现象的处理方式是降低焊接部位与实际接触点之间的距离，这样就能够有效的降低磁偏吹现象出现。如果在焊接过程中已经出现了磁偏吹现象，那么应当将线圈进行一定的缠绕，将不锈钢复合钢管焊接过程中产生的磁力进行一定的抵消。线圈缠绕之后如果磁偏吹现象更加严重，说明缠绕方向错误，这时只需要将线圈缠绕反方向实施就能够有效的抵消磁场现象。

4、结语

不锈钢复合钢管因其既具有碳钢或合金钢的力学性能，又具有不锈钢的耐蚀性等优点得到了广泛运用。为了保证不锈钢复合钢材焊接工艺的质量，过渡层的焊接是保证复合管焊接质量的关键。此外，内衬不锈钢复合管的使用不仅降低了制造成本，又确保了厚度以保证强度，同时达到了管路内部防腐的要求，大大提升了企业的经济效益。

参考文献

不锈钢焊接范文第3篇

关键词：不锈钢；焊接应力；变形控制；措施

随着社会经济的发展，不锈钢作为新型材料在国内各大产业中的应用越发广泛，比如重型加工设备制造产业，航空航天产业中重要的、比较复杂的部件通常都是由不锈钢构成。所以如何控制不锈钢焊接应力及焊接过程中产生的变形，提升不锈钢焊接质量是我们需要研究的重要问题。一般而言，不锈钢的焊接工艺过程其实就是对不锈钢焊接件局部加热然后再冷却的过程。就目前的不锈钢焊接工艺技术而言，在不锈钢件焊接过程中经常会因不锈钢焊接受热不均导致焊件发生不均匀膨胀和收缩，进而焊件内部产生焊接应力和变形。常见的焊接应力主要有横向应力、纵向应力以及厚度方向应力等。焊接变形有横向收缩变形、纵向收缩变形、波浪变形、扭曲变形、弯曲变形和角变形等。不锈钢部件在焊接过程中存在的恶这些焊接应力和变形对不锈钢产品质量造成的影响较大，应引起注意。下文笔者就如何控制不锈钢焊接应力及变形提出了一些可行性措施，望能够对提高不锈钢焊接质量有一定的参考价值。

1.控制不锈钢焊接应力的方法和措施

当前多数的不锈钢构件行业比较重视不锈钢焊接件的变形问题，而往往忽视不锈钢构件的残余应力问题。部分企业在控制不锈钢构件焊接变形方面通常采用在不锈钢焊接过程中加设卡具或者支撑等方式来提高构件刚性来控制变形，虽然不锈钢构件焊接变形问题得到了一定程度的控制，但也增加了不锈钢焊接应力。如果不锈钢焊接件自身的刚性较大时，会因不锈钢内应力变大导致构件出现裂纹或裂缝。因此如何控制不锈钢焊接应力是提高不锈钢焊接件质量的关键。

目前比较常用的不锈钢焊接应力控制方法主要有以下几种：对钢材强度级别高、焊接点复杂、焊接面积大、焊接拘束力大的不锈钢构件的焊接，一般采用锤击法或者抛丸机除锈的方法来减少残余应力。通过减少焊接层高度和尺寸、降低焊接刚度、合理安排焊接顺序以及减小焊接拘束等方法来最终降低峰值，实现焊接应力均匀分布。

锤击法减少焊接残余应力是指每层焊道焊接完毕后，利用电动锤工具快速地敲打焊接不锈钢件达到不锈钢焊接件产生的塑性变形能够抵消焊缝冷却后所产生的拉应力。可有效防止焊缝冷却后所产生的拉应力过大造成焊接缝处出现裂缝或者裂纹等质量问题。

抛丸机除锈法指的是利用钢丸对不锈钢焊接件的均匀敲打来抵消不锈钢焊接件的焊接应力；降低不锈钢焊接刚度的主要目的是为了保证焊接件能够自由收缩；在不锈钢焊接过程中，对于那些焊接缝较多的焊接件，应根据焊接工艺要求合理安排焊接顺序。进而按照焊接件的形状和焊缝位置逐一进行焊接；一般是先焊接拘束度比较大且不能自由收缩的焊缝，继而焊接拘束度比较小且能够自由收缩的焊缝；先焊接收缩量比较大焊缝，继而焊收缩量比较小焊缝，这是因为拘束度越大的焊缝，其焊接应力也越大，在焊接时应结合实际情况尽可能少地采用刚性固定方法控制应力变形，避免出现焊接拘束度变大，应力增大等问题。

2.控制不锈钢焊接变形的方法和措施

影响不锈钢焊接变形的主要因素有：焊接热输入大小、焊缝截面积大小、焊接形式、焊接方法以及焊接层数等。

焊缝截面积指的是融合线范围内的金属面积，焊缝截面积大小对焊接纵、横向以及角变形影响最大。焊缝在冷却过程中产生的塑性变形量同焊接缝面积成正比，即焊接缝面积越大，焊接缝塑性变形越大；在焊接方法、焊缝截面积以及焊接热输入大小相同的条件下，不锈钢焊接件的接头形式不同，对接焊、角焊以及堆焊对焊接横向、轴向、角变形、弯曲变形的影响也不相同。对接接头如果是采用单层焊方式，板厚上部下部收缩量差别、坡口角度以及焊缝横向收缩都会增大，极易出现焊接角出现变形现象；对接接头采用双层焊方式，板厚上下收缩量差别较小，坡口角度以及焊缝横向收缩、角变形也会减小；

通过上文所述影响不锈钢焊接变形的因素，可通过以下方法和措施进行变形控制。在不锈钢焊接设计时，尽可能地减小焊缝尺寸和焊缝数量；保证焊缝同不锈钢焊接件同构件的中轴线对称，且焊接缝位置尽可能地靠近构件中轴线和避免焊缝过度集中分布；当不锈钢构件焊接缝较多时应科学合理地安排焊接顺序，对于那些长构件的扭曲，可通过提高构件组装精度以及钢板平整度等方式校准间隙和坡口角度；为能够保证腹板翼板纵向变形、焊缝角度变形与构件长度方向一致，应在保证电弧指向或对中准确的基础上采用构件预留长度法来补偿焊缝纵向收缩变形；采用焊前反变形方法来控制焊后的角变形；采用开坡口角对接焊缝来应对型接头板厚较大问题；当双面都能够焊接操作时， 可采用双面对称坡口；当采用多层焊时， 可采用与构件中和轴对称的焊接顺序；优先采用热输入量比较小的二保焊焊接方法，这样才有效减少焊接面积，保证焊缝完整性。

3.结语

总而言之，在不锈钢构件焊接过程中，焊接应力和变形是影响不锈钢构件焊接质量的主要因素。为了能够提高不锈钢构件的焊接质量，保证不锈钢构件在应用过程中功能性能够稳定发挥，需要在不锈钢构件焊接过程中认真分析研究不锈钢焊接应力和变形问题产生的根本原因，进而针对各种导致焊接应力与变形采取措施，最大限度地降低或者消除不锈钢构件焊接后的残余应力和各种变形。

参考文献：

不锈钢焊接范文第4篇

[关键词]不锈钢 焊接工艺 现状及发展

中图分类号：TG44 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0307-01

1.不锈钢的类型及其特点和焊接性

1.1奥氏体不锈钢

奥氏体不锈钢是应用最广的一种， 高铬镍钢及高铬锰氮钢均属此类，其中，铬镍奥氏体不锈钢是最通用的钢种。18-8钢主要用于耐蚀环境下，25-20钢主要用作热稳定钢，提高含碳量则可用做热强钢。奥氏体不锈钢是不锈钢中最重要的钢种，由于其在高温、极低温度（-196 ℃）下均具有优良的塑韧性、冷热加工性能和耐腐蚀性能，因此大量用于石油、化工、宇航及核工程等重要焊接结构。目前的主要问题是接头的刀状腐蚀和应力腐蚀开裂，以及含镍较高的单相奥氏体钢接头热裂问题， 有时也会有接头热强性和再热裂纹问题。

1.2 铁素体不锈钢

铁素体不锈钢由于热膨胀系数与碳钢接近而比奥氏体小，并且S、P等杂质元素在铁素体中溶解度大，Si、Nb等又是铁素体形成元素，因此，焊缝结晶时不易形成低熔点共晶，热裂纹的倾向比奥氏体不锈钢小得多，同时焊接热影响区超过临界温度的区域形成的马氏体量也少，比马氏体不锈钢的延迟裂纹的敏感性小。铁素体不锈钢在焊接中的主要问题是晶粒易于长大形成粗大铁素体而脆化和475℃脆化问题。

1.3 马氏体不锈钢

马氏体不锈钢的主要问题是接头的冷裂和脆化。马氏体型不锈钢与铁素体型不锈钢相比，其铁素体形成元素铬的含量较少，含有较高的奥氏体形成元素碳。这类钢中高温下存在的奥氏体在通常不太慢的冷却条件下会发生奥氏体到马氏体的转变，属于淬硬组织的钢种。在焊接时，由于焊接热循环的作用，焊缝和热影响区焊后状态的组织为硬脆的马氏体组织，易形成冷裂纹。并随着碳含量的提高，形成冷裂纹的倾向会越来越大。另外，马氏体钢也有较大的晶粒粗化倾向。在冷却速度小时，近缝区就会出现粗大的铁素体和碳化物组织，因而塑性和韧性显著下降；若冷却速度大，由于产生粗大的马氏体组织，塑性的韧性也要下降。

2.不锈钢的焊接工艺特点及存在问题

2.1 奥氏体不锈钢

由于奥氏体不锈钢（ 主要是指铬镍奥氏体不锈钢） 应用最广， 所以焊接技术也最为成熟， 研究也最为深入， 许多问题已得到了很好的解决。且由于奥氏体组织本身的性能特点， 只要选择适当的焊接工艺，奥氏体不锈钢就易于得到合格的焊缝。

2.1.1 奥氏体不锈钢焊接工艺要点

奥氏体不锈钢可采用各种熔焊方法，其中使用最多的是焊条电弧焊和气体保护焊，以机械化快速焊为好。焊接奥氏体不锈钢时必须考虑产生较大变形的倾向，因此焊接时应遵循以卜原则：

（1）焊接接头的坡口形式应尽可能选择U形、X形、双U形等，以减少焊缝金属的填充量，降低焊缝的收缩应力，防止热裂纹的产生。即使焊薄板的时候也要开坡口。

（2）尽可能地采用固定夹具，尤其是焊薄板时，避免角焊缝。

（3）先从中间开始焊而后向两边焊或采用分段退焊技术。

（4）由于焊丝的电阻率大、导热系数小，所以熔化系数大，焊丝伸出长度要短一些。

（5）尽量采用短弧焊并不做摆动，以防止合金元素不必要的烧损。

（6）为了防止焊缝中产生气孔，应尽量限制气体来源并改善气体逸出条件。

2.1.2 奥氏体不锈钢焊接工艺参数

奥氏体不锈钢导热系数小、电阻率大，焊接时母材和焊材都容易被加热、熔化，故选择焊接电流应较小，短弧快速焊，采用窄焊道、窄焊缝，减少高温停留时间。

一般情况卜，奥氏体不锈钢焊接时不需要预热，但对焊缝铁素体很少或根木没有铁素体时，奥氏体焊缝可能会产生热裂纹。这种情况卜，预热是必要的。

为了防止和消除焊接接头的应力腐蚀开裂，有必要进行焊后热处理。常规碳含量不锈钢结构需要进行固溶处理；含稳定化元素的和超低碳的不锈钢结构需进行稳定化和消除应力热处理。

2.2 铁素体不锈钢

铁素体不锈钢焊接时，由于加热时没有相转变发生，热影响区的晶粒易于长大而形成粗大铁素体，且不可能通过热处理来改善，因而会造成明显的脆化的后果。无论采用何种焊接方法，都应采用小的热输入、少层次的焊接，层间温度控制在200℃以卜，以减少焊缝和HAZ晶粒过分长大和碳化物和氮化物析出，引起接头脆化和晶间腐蚀倾向。

铁素体钢焊接工艺要点可总结如下：

（1）如果要求焊缝和母材的性能相同，特别是要求焊缝颜色、拉伸强度、疲劳强度和母材一致时，则要用含v（Cr）12%的填充材料进行焊接。

（2）当构件承受交变载荷时，焊缝的拉伸强度和疲劳强度更重要。

（3）当焊后不能进行热处理时，最好采用奥氏体填充材料。焊条或焊剂在焊前应烘干。严格控制焊接热输入。多层多道焊时，层间温度应根据板厚确定上限。

2.3 马氏体不锈钢

马氏体不锈钢在焊接过程中焊接性较差。因为在焊接冷却过程中出现奥氏体向马氏体转变，由于体积发生变化，促使硬度增加和塑性降低，致使有强烈的淬硬倾向。母材含碳量越高，淬硬倾向就越大。在焊缝扩散氢和焊接应力作用下，焊接残余应力较大，易产生裂纹，因此，根据焊件厚度和刚性大小，焊接时应采取焊前预热、焊后缓冷等工艺措施。马氏体钢一般是在调质状态下焊接，焊接工艺要点可总结如下：

（1）控制焊缝金属的化学成分。焊缝金属的化学成分主要取决于焊接材料，最好是用与母材金属成分相同或相接近的焊接材料。但焊缝与热影响区将会硬化变脆，有很高的冷裂纹倾向，需限制S、P、Si的含量，并添加少量Ti，、A、1，、N以细化晶粒和降低淬硬性。使用与母材金属化学成分不相同的奥氏体不锈钢焊接材料时，可防止冷裂，但强度不与母材匹配，且由于焊缝与母材在物理、化学、冶金的性能上都存在很大差异，所以可能反而容易出现破坏事故。

（2）焊前预热和焊后热处理。对于用同质焊接材料焊接马氏体不锈钢时，预热是防止冷裂纹的重要措施。预热温度与钢淬硬倾向有关，淬硬倾向越大，预热温度也应选择越高。焊后热处理可降低焊缝金属与热影响区的硬度，改善焊接接头的韧性，降低焊接结构的残余应力。采用奥氏体焊接材料时焊接构件可不进行焊前预热和焊后热处理。

参考文献

[1] 张先龙.L360Q NS钢含硫天然气管道焊接工艺应用研究[J].金属加工（热加工）.2016（04）.

不锈钢焊接范文第5篇

关键词：不锈钢覆面 安装 焊接 无损检测 整体尺寸

中图分类号：TU712.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（a）-0087-02

1 不锈钢覆面简介

在核电站生产运行过程中，核燃料的更换及废料的运输、临时贮存一般都在水池中进行。为防止核辐射和放射性物质的渗漏，存放和接触核燃料的水池全部用不锈钢钢板贴覆，形成不锈钢覆面。

由于其使用功能的特殊性，这种不锈钢覆面从设计到制造、安装，以及检验均有极为严格的要求。监理人员必须按照设计图纸和技术文件的要求，严格控制施工质量。

使用到不锈钢覆面的水池主要有：反应堆厂房的反应堆堆腔换料水池，燃料厂房的燃料转运舱、乏燃料水池、容器准备井和容器装载井。

2 一般要求

2.1 不锈钢覆面板的材料

选用超低碳的00Cr19Ni10，这种不锈钢耐腐蚀性能好。乏燃料水池池底覆面板的厚度为6 mm、池壁覆面板厚度为4 mm，其它水池覆面板的厚度为3 mm。其还需满足以下特殊要求：钢板中B元素熔炼分析和成品分析含量应≤0.0018%；Co元素含量应≤0.20%。

2.2 不锈钢覆面板的焊接材料

焊接材料为ER316L，其成分和性能要满足技术文件相应焊接材料数据表的要求，并应按上文中覆面板材料的要求控制焊材中Co的含量。

焊材在使用前应经过焊材评定、验收，合格后方可使用。

2.3 焊接工艺评定

覆面板焊接前应经过焊接工艺评定，焊接工艺评定应在有代表性的焊接接头试件上进行，且评定的实施应在与产品焊接相同的条件下进行，尤其是夹紧条件。

2.4 人员要求

不锈钢覆面安装施工相关的人员应符合以下要求：焊工、无损检测人员应按HAF603、HAF602的相关规定取得相应资格；理化检验人员和其它特殊工种应经过专门培训并取得相应操作证。

2.5 安装环境

要设有专用不锈钢施工的场地，其应与其他碳钢作业隔离。场地内应定期进行清洁，保持场地合适的清洁度要求。在施工现场都应配备足够的消防安全器具。作业场地周围无易燃易爆物品，各项安全措施到位。

2.6 施工工机具、设备的要求

有关的计量、检验器具应符合相应计量法规的要求并定期进行标定且在有效期内。通用设备使用前应进行彻底的清洁，必要时应用不锈钢材料隔离。使用对不锈钢不产生污染的材料制成的工具，如不锈钢打磨用砂轮、不锈钢专用刷子应，禁止与碳钢加工时共用。

3 乏燃料水池不锈钢覆面的安装

乏燃料水池是完成对燃料组件的贮存、“模拟堆芯”装卸料、燃料组件内部件更换、破损燃料组件的储存等一系列工艺操作的区域。乏燃料水池为12.608×8.008×12.660 m的矩形不锈钢水池，覆面板都是焊接在一体化的不锈钢专用钢结构上（如图1所示）。

与其他水池不锈钢覆面相比较，乏池不锈钢覆面设计、安装及检验要复杂的多，所以这里只着重介绍乏池不锈钢覆面安装及检验。

3.1 安装前定位

在预先安装好的专用钢结构上画出其中心线，并根据覆面板的尺寸画出定位线。在覆面板的四周适当位置沿定位线点焊几块起定位作用的限位小钢板，以便于保证覆面板的安装位置准确，小钢板应容易去除且不影响后续的施工质量。

3.2 安装

3.2.1 安装顺序

不锈钢覆面板的安装顺序为先池壁后池底，而池壁又应采用由下至上，先复杂后简单、先中间后两边的顺序安装。

3.2.2 安装步骤

（1）试装就位：用行车将覆面板缓慢吊至适当位置，人工调节覆面板使其与限位小钢板内缘对齐，并试着将覆面板沿限位板推入，贴紧池壁。

（2）取出覆面板，在图纸要求的位置涂上密封胶，再次将覆面板沿限位板推入，并贴紧池壁。注意密封胶不应离焊接区域太近，避免胶受热蒸发在焊缝上产生气孔。

（3）点焊固定：将覆面板点焊在专用钢结构上，点焊的间距约200mm，点焊的长度约20mm～30mm，点焊的同时要用木槌轻轻敲打覆面板使其与衬垫型钢紧贴。

（4）组面：按照上述方法和安装顺序将该面池壁的覆面板一一就位固定，注意组对间隙。

（5）焊接：检查合格后，按照焊接工艺卡的要求对各拼接焊缝施焊。

（6）无损检验：所有密封焊缝均要求按顺序做100%VT、100%LT、100%PT检查，对于覆面板对接焊缝还要做100%RT检查。

（7）整体尺寸检查：按设计图纸、文件要求进行整体尺寸检查。

4 焊接及无损检测的具体要求

4.1 焊接要求

4.1.1 安装焊接前试验

承包商应预先用相同的钢板和型钢制作射线检验样品，记录以下缺陷作为参考：

型钢焊接熔合不足、烧穿、未熔合、未焊透、夹钨。

4.1.2 焊接过程要求

覆面板的拼焊主要采用钨极氩弧焊，焊接方式采取逆向退焊、先短后长、先横后立的原则。用不锈钢丝刷或纯棉纱布蘸丙酮擦拭焊接坡口及其附近区域。焊缝长度超过500 mm都要分段施焊。严禁铁素体钢由溅等原因造成的不锈钢覆面的污染。

4.2 无损检测要求

4.2.1 焊接前VT检查

坡口及邻近区域应无水、油脂、氧化物和其它影响焊接质量的物质；两对接板的错边不得大于0.8 mm。

4.2.2 焊接过程中的VT检查

焊接过程中焊工应对每一焊道进行目视检验，对于发现的缺陷应去除后方可继续焊接。

4.2.3 焊接完成后的VT、LT、PT、RT检查

第一条焊缝焊接完成后应尽快督促施工单位安排VT、LT、PT、RT，验证焊接工艺在现场的应用效果。无损检测应按照VT、LT、PT、RT的顺序进行，并满足以下要求：

焊缝外观应平滑规则；凡被电弧烧伤的地方均应进行修补，打磨平整，保持钢板的原有厚度；不允许焊缝未焊满；不允许存在任何咬边、未熔合、未焊透、裂纹；不允许余高超过1.5 mm；不允许错边超过0.8 mm；不允许存在最大尺寸超过0.5 mm的气孔；不允许存在最大尺寸超过1.5 mm的夹渣；不允许存在最大尺寸超过0.5 mm的夹钨。

4.2.4 真空盒检验（LT）

真空盒检验（LT）是不锈钢覆面检漏的重要检测方法，相对于VT、PT、RT来说，监理人员对LT比较陌生，所以这里单独介绍一下其检测实施的注意事项，原理则不再赘述。

（1）起泡溶液的标定

试验期间每天和每次制备了起泡溶液以后都要对起泡溶液进行标定：在经标定的泄漏板上，涂一层起泡溶液，抽盒内真空达到内外压力差为0.5×105 Pa，如果有一个或多个气泡可被观察到，则可认为该溶液是可用的。

（2）真空盒检验要求：焊缝经VT检查合格后，PT检查之前，并尽可能在焊缝焊接完成后立即进行；钢板的表面温度：5～50 ℃；使用蘸有丙酮的棉布对焊缝表面及邻近区域进行去污，并使其干燥。

（3）实施：刷涂起泡溶液，将真空盒放置到焊缝上，降低盒内压力使其内外压力差达到0.5×105 Pa，保压至少30 s，观察受检部位情况。注意和下一受检区域至少有20 mm的重合。

5 水池覆面整体尺寸检查要求

5.1 整体偏差

覆面板必须安装在两个平行平面所限定的区域内，两平行平面距施工图规定的理论平面的距离为整体偏差。对于乏燃料水池池底覆面板整体偏差为±5 mm。

5.2 局部偏差

对于乏燃料水池池底覆面板：

（1）局部水平度：在任何方向沿1 m长度测量，坡度不得超过4‰；

（2）局部平面度：在任何方向沿1 m长度测量，凹陷深度不得超过3 mm。

（3）在相邻两覆面的焊缝连接处，两覆面板间的水平坡度不应超过1/20；任何一侧的错位不应超过0.8 mm，当有垫板焊接时，两块钢板的错位偏差可以忽略不计。

6 结语

综合以上质控要点、难点及其控制方法的分析可以看出，监理人员通过熟悉设计图纸和技术文件的要求，并注重上述控制重点和控制方法，可以大幅度减少不锈钢覆面安装焊接中产生的质量问题，对保证不锈钢覆面安装的顺利进行及整体质量具有重要意义。

参考文献

[1] 压水堆核岛机械设备设计和建造规则 RCC-M（200版 含2002补遗）.

[2] 民用核安全设备焊工焊接操作工资格管理规定HAF603.