不锈钢焊接研究现状和发展趋势

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1、不锈钢焊接研究现状和发展趋势摘要不锈钢具有多种优点，且焊接性良好，但是传统的焊接方法由于种种原因导致其接头缺陷严重，因此新的焊接方法的研发迫在眉睫。本文主要分析了不锈钢传统焊接方法的各种优缺点，进而对激光-MIG复合焊焊接不锈钢这一新的焊接方法做了一定的研究，分析了国内外的研究进展，并对其发展做了展望。关键词不锈钢、激光-MIG复合焊、研究现状、发展趋势0引言不锈钢由于英表面光洁，具冇不锈和耐蚀性并冇其他许多优良性能，在许多工业领域、装饰业以及日常生活屮得到了广泛的应用。而近年来迅速发展起来的铁素体不锈钢由于其价格经济,综合性能优良和表面更加光亮等H益受到钢铁制

2、造企业及用户的重视。但是山于工艺不当、材料有缺陷等原因会对不锈钢焊接接头造成种种缺陷。如：焊接接头的脆化、焊缝的均匀腐蚀、接头的点蚀、应力腐蚀破裂、易产生热裂纹，由于导热系数小线膨胀系数大，易于形成联生结晶方向性强的柱状晶的悍缝组织，焊缝组织成分复杂⑴。以上问题都极大的限制了不锈钢的丿应用。于是发展新型焊接匸艺尤其是新型的焊接方法迫在眉睫。因此各种各样新型焊种应运而牛，如搅拌摩擦焊、激光焊等。此处我们的研究项目是激光焊接不锈钢。1不锈钢的焊接性分析不锈钢作为现代工业屮一种重要的材料，已有100多年的历史。因不锈钢具有高强度、可焊接性、抗腐蚀性、易加工性和表面具冇

3、光泽性等许多优异的特性，在宇航、化工、汽车、食品机械、医药、仪器仪表、能源等工业及建筑装饰方而得到了广泛而重要的应用。但随着石汕化工工业、军事工业及海洋开发的迅速发展，对不锈钢提出了更高的要求，传统的不锈钢已经适应不了特殊行业和特殊功能领域的使用要求，因此不锈钢材料也逐步向功能性和特姝性方向发展，出现了超级不锈钢和满足各种特殊功能要求的功能性不锈钢。铁索体不锈钢含侪虽在11%〜30%,具冇体心立方晶格结构，在使用状态下以铁索体组织为主。铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢（如AISI304等）相比，具有强度高，冷加工硬化倾向较低，导热系数大、线膨胀系数小等优点。传统的铁素

4、体不锈钢由于钢中的C和N等间隙元素含量比较高，因此存在韧性差，耐蚀性和焊接性差等缺点，因此其应用范围极其有限。近年来，由于不锈钢精炼技术的发展，AOD、VOD等工艺的应用，己经能牛产出低碳、氮和氧的超纯铁素体不锈钢，使得上述铁素体不锈钢的缺点得到了一定程度的改善并进一步发展了许多新的焊接性好、加工性能优良的新品种。这类铁素体不锈钢的特点就是屮、高馅，不含或含少量鎳，同时添加了有益金元素觇、钛、钥等该类不锈钢成形性、耐蚀性和焊接性优良⑵。奥氏体珞鎳不锈钢的便用是最广泛的，良好的耐蚀性是这类不锈钢的特点，它也可被用于需要其低导磁率、良好的零下低温韧性、高的高温强度等

5、场合。奥氏体不锈钢成功焊接的一个匝要部分是通过选择焊缝金属的类型、焊接工艺和焊后热处理来控制其成分和显微组织。当这类钢的成分变得复杂、断面更人或使川条件要求更广时就会产先一系列的问题。为了解决这些问题，就需要有较多的冶金知识。虽然这些问题很少发生，但对材料的消耗和重要的焊接件來说，应尽早解决这些问题⑶。2不锈钢的焊接研究现状2.1不锈钢的手工磚极氨弧焊连接手工鸭极氨弧焊电弧热量集中且操作灵活方便，适宜应用于焊接情况复杂多变的石油、化工野外现场施工中。在焊接工艺上要求其釆用如弧快速的小线能量焊接，尽量减小焊缝过热，以防止焊接接头应力腐蚀开裂和热裂纹的产生。因焊缝过

6、热减小，也就相应减少了焊缝金属在敏化温度区停留的时间，焊接接头的晶间腐蚀倾向减小。手工钩极氟弧焊焊接不锈钢使丿IJ的弧焊电源一般采川普通直流氟弧焊机，在条件允许的情况下最宜采用脉冲鼠弧焊机。手工脉冲氟弧焊工艺对于不锈钢焊件的全位置焊、窄间隙焊以及要求单面焊双面成形的管件、薄件均显示出独特的优越性，是一种高效、优质、经济、节能的先进焊接工艺。奥氏体不锈钢的热导率低，在同样的焊接电流下可获得比结构钢人的熔深。为了获得一定尺寸的焊缝，同时为了防止过热，焊接电流应比焊接普通低合金钢时小10%〜20%,并且倾向于采用细肓径的焊丝。这样既可达到所需的溶深，又使得焊道截曲相对

7、减小，即焊接电流的相对减小有利于提高焊缝抗裂性能［铁2.2不锈钢的钎焊连接钎焊(SolderingandBrazing)：利川熔点比母材(被钎焊材料)熔点低的填充金屈(称为钎料或焊料)，在低于母材熔点、高于钎料熔点的温度下，利用液态钎料在母材表面润湿、铺展和在母材间隙小填缝，与母材相互溶解・扩散，而实现零件间的连接的焊接方法。较Z熔焊，钎焊时母材不熔化，仅钎料熔化；较之压焊，钎焊时不对焊件施加压力。钎焊形成的焊缝称为钎缝。钎焊所用的填充金属称为钎料。钎焊过程：表面清洗好的工件以搭接型式装配在一起，把钎料放在接头间隙附近或接头间隙之间。当工件与钎料被加热到稍高于钎

8、料熔点温度后，钎料熔化(