我國不銹鋼焊接工藝研究現(xiàn)狀及進展

鮑慶義

【摘 要】科技的發(fā)展日新月異，與技術一同發(fā)展的還有人們不斷發(fā)展的需求，所以人們對于不銹鋼的要求越來越高，不可否認的是，不銹鋼它涉及到我們生活的方方面面，所以，本文筆者將重點介紹一下我國目前的不銹鋼工藝發(fā)展的現(xiàn)狀，并且介紹一下不銹鋼未來的發(fā)展。

【關鍵詞】不銹鋼工藝；現(xiàn)狀；進展

0.前言

眾所周知，我國的各種技術在改革開放以后得到了很大的進步，不銹鋼也不例外，他的需求以超乎人們想象的速度高速發(fā)展。它不僅僅在家居方面發(fā)揮著重大的作用，同樣發(fā)揮作用的還有船舶方面，可是對于不銹鋼而言不可忽視的問題就是他的焊接問題，因為他的焊接問題直接涉及到他的使用情況，本文對于不銹鋼的焊接情況也將作出一定程度的介紹。

1.幾種不銹鋼的簡介與特點

1.1關于奧氏體不銹鋼

奧氏體不銹鋼是幾種不銹鋼的合稱，其中高鉻鎳鋼及高鉻錳氮鋼均屬此類，奧氏不銹鋼是所有種類的不銹鋼中應用比較廣泛的一種 同時也占據(jù)著比較重要的地位。他在我國很多重大的工程例如石油方面有著比較重要的應用，這主要是因為奧氏不銹鋼在各個方面的穩(wěn)定性都是比較突出的，加之在耐腐蝕性以及加工性能方面的優(yōu)良表現(xiàn)使得奧氏不銹鋼得到很多領域的青睞。當然，即使再優(yōu)良的材料也存在一定的缺點，奧氏不銹鋼存在的缺陷就是接頭的刀狀腐蝕和應力腐蝕開裂， 以及含鎳較高的單相奧氏體鋼接頭熱裂問題， 有時也會有接頭熱強性和再熱裂紋問題。首先我們介紹一下在奧氏不銹鋼的熱裂紋的現(xiàn)象。通過多年的經(jīng)驗可以發(fā)現(xiàn)一種不銹鋼的裂紋出現(xiàn)的程度與不銹鋼中存在的鎳的多少有關，并且隨著鎳的增多，裂紋的情況也會更加明顯。而相對應的結晶（凝固）裂紋是在凝固后期產(chǎn)生的。奧氏體不銹鋼導熱系數(shù)小，線膨脹系數(shù)大，使得焊縫在結晶過程中產(chǎn)生較大的收縮變形和拉伸應力，在凝固期間存在較大拉應力是產(chǎn)生凝固裂紋的必要條件。接下來涉及的還有奧氏不銹鋼的耐腐蝕性。不銹鋼的出現(xiàn)是因為我們平時所應用的鋼鐵耐腐蝕性太差才應運而生的，即使不銹鋼的耐腐蝕性得到了很大程度的提高，但是他依然存在這這方面的問題。我們通常所說的腐蝕包括三個方面的腐蝕為晶間腐蝕、應力腐蝕和孔蝕。其中晶間腐蝕我們采取的辦法是減少碳的存在，碳含量的減少大大減少晶間腐蝕，而應力腐蝕則與各種力的作用和種種化合物的作用有關，孔蝕則是非金屬的作用產(chǎn)生的。

1.2關于馬氏體不銹鋼

以鉻的同位素鉻12鉻13為主的不銹鋼是馬氏體不銹鋼的主要組成。不可否認的是，馬氏體不銹鋼同樣存在著一些不如人意的地方。馬氏體不銹鋼主要存在的問題在接頭方面，是接頭的冷裂與脆化的問題。馬氏體含有較高的奧氏體形成元素碳。這類鋼中高溫下存在的奧氏體在通常不太慢的冷卻條件下會發(fā)生奧氏體到馬氏體的轉變， 屬于淬硬組織的鋼種。不銹鋼在使用的時候必須接受的一種方式變化便是焊接，由于溫度的影響，在完成焊接以后，馬氏體不銹鋼會變得比較堅硬，我們通過日常的知識可以得出，如果，變成堅硬的固體經(jīng)常會出現(xiàn)裂紋，并且，以前使用的經(jīng)驗也說明，這種裂紋與碳的含量息息相關，碳的含量越多，出現(xiàn)的裂紋就會越大。在焊接的時候會面臨著冷卻的階段，這也是出現(xiàn)問題比較多的一個階段，如果冷卻的速度比較慢的話，會出現(xiàn)較大的一些晶粒，柔韌性會受到一定的影響，但是與此相反的，如果冷卻的速度過大的話，同樣會對柔韌性產(chǎn)生比較大的影響，所以這就對于技術人員提出比較高的要求。

2.關于不銹鋼的工藝特點以及不足

2.1關于奧氏不銹鋼的工藝特點以及存在的不足

關于在焊接方面的問題仍然是我們不得不提的一個問題，但是前面我們提過奧氏不銹鋼是應用比較廣泛的一種不銹鋼，也就是說他在某些方面有著其他的不銹鋼無法比擬的特點。奧氏不銹鋼的焊接技術還是比較成熟的，經(jīng)過多年的發(fā)展，只要我們應用比較合理的方法，就可以避免我們一直無法解決的問題。奧氏不銹鋼對于焊接技術的要求并不是十分的苛刻。其中在焊接的方法方面使用最多的是焊條電弧焊和氣體保護焊， 以機械化快速焊為好。即使奧氏不銹鋼在焊接方面的應用比較多，但是仍然有幾個方面的問題是不可忽視的。為了防止在焊接的過程中出現(xiàn)一些裂紋，影響奧氏不銹鋼的使用的性能，我們一般盡可能地采取U型與X型的坡口，這種焊接的形狀應該時刻注意。在進行焊接的時候，應該采取一定的措施進行固定，不銹鋼越薄就越應該采取固定措施，不然就會出現(xiàn)角焊接的現(xiàn)象，焊接的順序同樣是我們不可忽視的問題，在多年的摸索過程中我們發(fā)現(xiàn)，先中間后兩頭，或者分段進行焊接的方式，能夠讓不銹鋼發(fā)揮最大的效力。在進行焊接的時候由于焊絲的電阻率大、導熱系數(shù)小， 所以熔化系數(shù)大， 焊絲伸出長度要短一些。 盡量采用短弧焊并不做擺動， 以防止合金元素不必要的燒損。在焊接的時候我們應該控制好氣體的作用，這樣可以避免氣孔的產(chǎn)生。同樣的奧氏不銹鋼在焊接的時候，我們應該注意采用比較小的電流進行焊接，因為奧氏不銹鋼比較容易熔化，在進行焊接的時候我們也不用采取預熱，但是如果奧氏不銹鋼中鐵素比較少或者根本不存在的時候預熱就必不可少了，在焊接過后，我們也要采取一定的護理。常規(guī)碳含量不銹鋼結構需要進行固溶處理；含穩(wěn)定化元素的和超低碳的不銹鋼結構需進行穩(wěn)定化和消除應力熱處理。

2.2關于馬氏體不銹鋼的工藝特點以及不足

不得不承認，馬氏體不銹鋼在焊接方面的不足還是比較多的。前面我們提到，在焊接的過程中會出現(xiàn)一定奧氏體轉向馬氏體的趨向，最重要的在轉變的過程中，體積也會發(fā)生一定帶個變化，會使性能也隨之改變，并且會出現(xiàn)比較強烈的淬硬傾向。母材含碳量越高， 淬硬傾向就越大。并且在焊接的焊縫中各種應力的作用也會出現(xiàn)各種裂紋，所以在焊接馬氏體不銹鋼中，我們總結了一些比較可行的方式來避免這些不足?？刂坪缚p金屬的化學成分。焊縫金屬的化學成分主要取決于焊接材料， 最好是用與母材金屬成分相同或相接近的焊接材料。在這個過程部分區(qū)域會出現(xiàn)硬化的現(xiàn)象，需要將硫，磷以及硅的含量控制在一定的范圍之內(nèi)，并且與此同時，添加一些鋁，氮更好的控制硬化的現(xiàn)象，但是在裂縫里添加了這么多的外來的物質，與原先的不銹鋼在很多元素的組成方面有了區(qū)別，如果存在著比較大的差異的話會弄巧成拙。在奧氏不銹鋼中我們提到不需要預熱，與奧氏不銹鋼相反馬氏體不銹鋼的預熱是不可或缺的一個程序，材料越容易出現(xiàn)硬化的現(xiàn)象在預熱的時候我們就應該采取越高的溫度，在焊接完成之后的處理同樣是比較重要的，焊接后的處理得到最大的改善的是柔韌性。

3.結語

關于不銹鋼消費逐年增加的現(xiàn)象從另一個側面反映出了我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對于生活質量的要求不斷地提高，對于不銹鋼的要求也不斷提高。目前我國在不銹鋼方面仍然存在著一些不足，我們要做的是不斷地改善不銹鋼的品質滿足人們的要求。不斷地培養(yǎng)起一批這方面的專業(yè)人才，提高他們的素質，為我國的不銹鋼產(chǎn)業(yè)做出貢獻。而且，不可忽視的是我國的發(fā)展水平與發(fā)達國家仍然存在著一定的差距，我們應該努力縮小這種差距，達到國際先進水平。 [科]

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