不銹鋼材料的高效率焊接新工藝探析

趙宏柱

摘要：隨著焊接技術(shù)的不斷進(jìn)步，國際上出現(xiàn)了多種多樣的不銹鋼材料，以及不銹鋼焊接工藝，但是每種不銹鋼材料和焊接工藝組合之后的焊接效果都不一樣，想要得到高效率的焊接工藝，就必須從不銹鋼的選材、焊接工藝的選擇，以及焊接手法等方面，進(jìn)行綜合性的實(shí)驗(yàn)才可以。本文主要分析了幾種不銹鋼原材料的異同，以及兩種焊接工藝的優(yōu)劣勢(shì)，最終通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)了新焊接工藝的效果。

關(guān)鍵詞：不銹鋼；焊接工藝；研究方法

不銹鋼原材料，焊接工藝是影響整個(gè)焊接效率的兩個(gè)重要因素，在實(shí)際研究焊接新工藝的過程中，要切實(shí)依托已有的不銹鋼原材料，焊接工藝，進(jìn)行綜合性的論證，最終研發(fā)出一個(gè)能夠切實(shí)提高焊接作業(yè)效率的新工藝。在研究工作開展的過程中當(dāng)中，要合理的利用模擬分析軟件，通過理論研討先確定一個(gè)大致的工藝方面，然后再通過實(shí)驗(yàn)的方式，論證新工藝的可行性。

一、材料分析

（一）304鋼材料

304鋼，是目前使用最為廣泛的鋼材的型號(hào)，該鋼材最大的特點(diǎn)在于其具有極強(qiáng)的耐腐蝕性，和大部分氣體、化學(xué)原料都不會(huì)發(fā)生反應(yīng)，而且304鋼的耐熱性能較好，在高溫環(huán)境下仍舊不會(huì)發(fā)生形變。

（二）304L

304L，特指一種低碳材料，和304鋼的性能類似，同樣具有極強(qiáng)的耐腐蝕性，不僅如此，使用304L鋼材作為焊接材料的時(shí)候，該鋼材對(duì)晶界同樣具有較好的抗腐蝕性。由于304L鋼材更為穩(wěn)定的金屬特性，所以，主要使用在露天環(huán)境中。

（三）304H

304H，特指一種耐熱材料，該不銹鋼材料的耐熱性能良好，能夠應(yīng)用在高溫環(huán)境下的焊接工作中。通過系統(tǒng)的研究發(fā)現(xiàn)，304H鋼材的焊接效果要好于304不銹鋼材料和304L不銹鋼材料的，目前304H主要被應(yīng)用在蒸汽管道的焊接作業(yè)中。

（四）304N

304N不銹鋼和其他種類的不銹鋼材料不同，該材料的N元素占比要多與其他不銹鋼材料的，而N元素的增加，使整個(gè)材料的可塑性有了顯著的提高，進(jìn)而使該不銹鋼材料的剛度得到了穩(wěn)步的提升，不僅如此，使用該型號(hào)鋼材作為焊接材料的時(shí)候，可以有效的提高焊接縫的耐腐蝕性。

以上四種不銹鋼材料是目前焊接作業(yè)期間主要使用的原材料種類，均屬于奧氏體不銹鋼，在工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中被廣泛的應(yīng)用。由于此類鋼材不具有磁性，所以對(duì)于地鐵工程、建筑工程等，會(huì)被電磁干擾影響工程穩(wěn)定性的施工工程而言，具有較高的現(xiàn)實(shí)意義。

二、焊接工藝

焊接工藝，是影響整個(gè)焊接工作效率以及質(zhì)量最重要的因素之一，不同于不銹鋼材料對(duì)焊接工作質(zhì)量的影響，焊接工藝能夠影響焊接工作最終質(zhì)量的因素有很多。

（一）惰性氣體保護(hù)焊接

TIG，是目前使用最為廣泛的焊接工藝，該焊接工藝屬于一種保護(hù)焊接形式，在實(shí)際焊接作業(yè)的過程中，給焊接區(qū)域灌入惰性氣體，氣體本身會(huì)對(duì)焊接的部位形成一定的保護(hù)，進(jìn)而可以切實(shí)提高焊接部位的強(qiáng)度。由于不銹鋼材料本身就具有良好的金屬特性，在惰性氣體的加持下，可以進(jìn)一步的提高整個(gè)焊接工作的質(zhì)量。

但是在落實(shí)焊接工藝期間，還存在一些問題，其中最主要的問題就是惰性氣體的覆蓋效果欠佳，這主要還是由于現(xiàn)場(chǎng)施工人員的技術(shù)水平但不到要求，或者相應(yīng)的焊接設(shè)備過于老化導(dǎo)致的。但是，如果過分考慮覆蓋效果而會(huì)導(dǎo)致整個(gè)焊接工作的效率下降，所以要權(quán)衡覆蓋效果和焊接效率，從作業(yè)人員以及焊接設(shè)備層面入手，切實(shí)提高焊接工作的質(zhì)量。

（二）新工藝

新焊接工藝是在惰性氣體焊接工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良得到的，最大的變化是在保持焊接效率不變的前提條件之下，提高了焊接作業(yè)的覆蓋效果。

（1）研究過程

選取一塊面積為0.5平方米的不銹鋼板，先使用砂紙對(duì)鋼板進(jìn)行打磨，并使用工業(yè)清潔劑將鋼板表面的污漬清除干凈，然后使用直流反接工藝，選擇2%Th00的W電極，電極尖角度設(shè)置為60度，完成焊接。并使用顯微鏡檢測(cè)焊接的效果，主要觀察焊接是否存在縫隙和氣泡。并研究焊接面惰性氣體的覆蓋效果。

（2）結(jié)論

通過對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)的分析可以得出結(jié)論--新型TIG涂覆焊接方式具有較高的應(yīng)用價(jià)值，該焊接工藝可以有效的提高整個(gè)焊接工作焊接效果，與此同時(shí)，還能夠切實(shí)提高惰性氣體的覆蓋效果。

所以，在實(shí)際開展焊接工作的時(shí)候，要普及新型TIG涂覆焊接法，而在選擇不銹鋼材料的時(shí)候，則要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，選擇對(duì)應(yīng)的不銹鋼材料，例如對(duì)于高溫的施工現(xiàn)場(chǎng)而言，就要使用304H作為焊接材料；而對(duì)于露天的焊接環(huán)境，則要使用耐腐蝕性能較好的304N作為焊接材料。除此以外，還要從焊接人員的業(yè)務(wù)能力，以及焊接設(shè)備的自動(dòng)化程度上入手，切實(shí)提高整個(gè)焊接工作的穩(wěn)定性和效率值。

三、結(jié)束語

高效率的焊接工藝，能夠有效的提高焊接作業(yè)的質(zhì)量，尤其是對(duì)于精密焊接作業(yè)而言，焊接工藝的效率值直接決定著精密設(shè)備的穩(wěn)定性。例如在航天飛機(jī)，以及磁懸浮列車的焊接工作中，如果焊接工藝的效率較低，則會(huì)直接影響到飛機(jī)或者列車在實(shí)際運(yùn)行的過程中出現(xiàn)突發(fā)性事故。所有要通過切實(shí)可行的手段，研發(fā)出具有更高效率的焊接新工藝。

參考文獻(xiàn)：

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[2]崔麗， 朱學(xué)軍， 栗卓新. 不銹鋼薄板高速鎢極氬弧焊的研究[J]. 熱加工工藝， 2005（4）.

（作者單位：國家不銹鋼制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（興化））