不锈钢焊接工艺难点与解决方案.pptx

解析不锈钢焊接挑战与应对策略

不锈钢焊接工艺难点与解决方案

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目录

01

不锈钢与不锈耐酸钢概述

02

焊接不锈钢的工艺难点

03

焊接奥氏体不锈钢的有效措施

04

异种钢焊接的特殊考虑

05

不锈钢焊丝的保护气体与过渡形态

06

药芯不锈钢焊丝的焊接特性

不锈钢与不锈耐酸钢概述

01

不锈钢特性与分类

不锈钢定义

含铬为主的合金钢，添加镍、钼等元素，形成钝化膜，具备耐腐蚀特性。

不锈耐酸钢特性

在酸、碱、盐等强腐蚀介质中表现出色，具有优异的耐蚀能力。

奥氏体不锈钢

应用广泛，如18-8系列(304、308)，18-12系列(316L)，25-13系列(309)等。

材料分类

涵盖多种系列，满足不同环境下的耐蚀性和机械性能需求。

奥氏体不锈钢常用牌号

01

18-8系列

包含0Cr19Ni9(304)与0Cr18Ni8（308），广泛应用，耐腐蚀性强。

02

18-12系列

如00Cr18Ni12Mo2Ti(316L)，添加钼增强抗氯离子腐蚀能力。

03

25-13系列

0Cr25Ni13（309），适用于高温环境，具有良好抗氧化性。

04

25-20系列

0Cr25Ni20，高镍含量，优异的耐热性和耐腐蚀性。

焊接不锈钢的工艺难点

02

热敏感性与耐蚀性下降

温度区间敏感

不锈钢在450-850℃温度区间内，停留时间过长会导致焊缝及热影响区耐腐蚀性能显著下降。

晶间腐蚀风险

此温度范围易促使晶界形成贫铬区，增加晶间腐蚀的可能性，严重影响不锈钢的使用寿命。

控制冷却速率

通过快速冷却减少在敏感温度区的停留时间，是防止耐蚀性下降的关键工艺措施之一。

热裂纹与氧化问题

热裂纹风险

高热输入下，不锈钢易形成热裂纹，需精细控制焊接参数，避免裂纹产生，确保结构完整性。

氧化挑战

焊接过程中，不锈钢表面易被氧化，损害其耐蚀性，应采用惰性气体保护，减少氧化程度。

保护措施

实施有效保护措施，如TIG焊缝背面氩气保护，可显著降低氧化，保持焊缝质量。

焊接奥氏体不锈钢的有效措施

03

焊接材料的选择

化学成分匹配

依据母材化学成分，精确选择焊接材料，确保焊缝与母材相容性。

严格标准遵循

遵循国际或行业标准，选用认证合格的焊接材料，保障焊接质量。

材料兼容性

考虑焊接材料与母材的热膨胀系数匹配，减少焊接应力和变形。

抗腐蚀性能

优选具有优异抗腐蚀性能的焊接材料，维持不锈钢耐蚀特性。

焊接参数与技术要点

01

小电流快焊

采用小电流，快速焊接，减少热输入，避免热敏感区域，保持焊缝及热影响区的耐蚀性。

02

细焊丝直焊

使用细直径焊丝或焊条，直线焊接，不摆动，实施多层多道焊，控制焊接变形，提高焊接质量。

03

强制冷却

焊后立即强制冷却，缩短450-850℃温度区间停留时间，防止晶间腐蚀，保障焊缝性能。

焊缝保护与处理

焊缝背面氩气保护

采用TIG焊时，确保焊缝背面充分氩气保护，防止氧化，提升焊缝质量。

控制450-850℃停留时间

强制冷却措施，减少敏感温度区间停留，保持材料耐蚀性。

腐蚀面最后焊接

优先焊接非腐蚀面，最后处理与腐蚀介质接触的焊缝，减少污染风险。

焊缝钝化处理

完成焊接后，进行钝化处理，恢复并增强焊缝及热影响区的耐腐蚀性能。

异种钢焊接的特殊考虑

04

25-13系列焊材的应用

材料兼容性

25-13系列焊材确保奥氏体不锈钢与碳钢、低合金钢间的良好结合，避免材质不匹配导致的问题。

防止马氏体形成

选用特定焊材可预防碳钢侧熔合线产生脆硬的马氏体组织，有效抑制冷裂纹的产生。

优化焊接性能

309、309L焊丝及奥312、奥307焊条，提供稳定焊接过程，确保焊缝质量与结构完整性。

提升耐蚀能力

通过25-13系列焊材，增强异种钢焊接接头的抗腐蚀性能，延长设备使用寿命。

防止冷裂纹的策略

选用合适焊材

采用25—13系列焊丝及焊条，如309、309L，确保熔敷金属成分适中，避免马氏体组织形成，减少冷裂纹风险。

控制焊接参数

实施小电流、快速焊接，减少热输入，避免热影响区过热，有效抑制冷裂纹的产生。

预热与后热处理

适当预热并进行焊后热处理，缓解应力集中，提高接头韧性，进一步防止冷裂纹的发生。

不锈钢焊丝的保护气体与过渡形态

05

气体配比对焊缝成型的影响

纯氩保护局限性

纯氩保护下，熔池表面张力大，焊缝易成驼背状，影响美观与质量。

氧气添加效果

添加1-2%氧气，有效降低表面张力，促进焊缝平整，提升成型美观度。

焊接速度考量

高速焊接时，前端熔池已冷却，后端仍红热，易氧化变黑，需精确控制气体覆盖。

酸洗钝化处理

针对焊缝表面氧化，酸洗钝化可恢复不锈钢原色，保证焊缝耐蚀性。

射流过渡与无飞溅焊接

射流过渡原理

高电流密度下，熔滴形成细长射流直接过渡至熔池，实现稳定焊接过程，减少飞溅。

电流阈值

φ1.2焊丝需电流≥260A实