薄板不锈钢焊接成本的分析与对比.doc

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1、薄板不锈钢焊接成本的分析与对比目前的不锈钢压力容器生产企业，普遍采用的主要焊接方法均为成熟的焊接工艺，如钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW）、药芯焊丝电弧焊（FCAW）、埋弧自动焊（SAW）等。对于4～10mm的1Cr18Ni9Ti薄板不锈钢，主要采用钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW）和药芯焊丝电弧焊（FCAW）；而对于4～10mm的304薄板不锈钢(相当于我国的0Cr18Ni9)，则主要采用钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW），由于药芯焊丝电弧焊（FCAW）采用的保护气体为Ar+CO2，易使焊接接头产生增碳问题，导致其耐腐蚀性能下降

2、，故对于低碳、超低碳不锈钢的焊接，一般情况下不采用药芯焊丝电弧焊。  本文以板厚8mm的低碳、304不锈钢为例，对其常用焊接方法及焊接成本进行分析和对比。  焊接方法分析  钨极氩弧焊采用的保护气体为纯Ar，焊接时它既不与金属起化学反应，也不溶解与液态金属中，故可以避免焊缝中金属元素的烧损和由此带来的其它焊接缺陷，同时因其密度较大，在保护时不易漂浮散失，保护效果好。该焊接方法由于热源和填充焊丝是分别控制的，热量调节方便，使输入焊缝的焊接线能量更容易控制，故适合于各种位置的焊接，也容易实现单面焊双面成型。钨极氩弧焊的最大缺点是熔深浅、熔敷速度慢、生产效率低，因而其焊接

3、变形也就较大。  焊条电弧焊由于操作灵活、方便，焊接设备简单、易于移动，设备费用比其它电弧焊方法低，因而得到了广泛的应用。该焊接方法与熔化极气体保护焊（GMAW）、埋弧自动焊（SAW）等焊接方法相比，其熔敷速度慢及熔敷系数低，并且每焊接完一条焊道均需要清理熔渣，而坡口内的清渣是比较繁琐的。  熔化极惰性气体保护焊（MIG焊），由于采用Ar或在Ar中添加了少量的O2作为保护气体，因而其电弧稳定，熔滴细小且过渡稳定，飞溅很小。该焊接方法的电流密度高、母材熔深深，因而其焊丝的熔化速度和焊缝的熔敷速度高，焊接生产效率高，尤其适于中等厚度和大厚度结构的焊接。该焊接设备比较复杂

4、，设备成本较高。  表1给出了薄板不锈钢常用焊接方法的相关数据。该表中的GTAW焊的熔敷速度为实际测量的数据。  表1薄板不锈钢常用焊接方法数据  焊  接  方  法          TIG        SMAW        MIG热源  最小加热面积(cm2)        10-3        10-2        10-4特性  最大功率密度(W/cm2)    1.5×104        104        104～105热效率（功率有效系数）      0.77～0.99    0.77～0.87    0.66～0.69      焊接电

5、流（A）      100～130      170～200      200～300焊接速度  焊材直径(mm)      Φ2.4        Φ4.0        Φ1.2及效率  熔敷速度(g/min)    7～10        18～22      75～85      熔敷效率(%)      98～100      55～60      96～99  低碳、超低碳薄板不锈钢焊接成本对比  对于薄板不锈钢压力容器，由于其特殊性及相关标准的要求，因而对打底焊的焊缝背面的质量要求比较高。  对于打底焊而言，钨极氩弧焊（GTAW）均优于焊条电弧焊（SM

6、AW）、熔化极惰性气体保护焊（MIG焊）等焊接方法，这主要是由于热源和填充焊丝是分别控制的，热量调节方便；同时，该种焊接方法对焊工的操作技能、接头的组对质量要求不高。因此，对于单面焊双面成型的焊接接头，其打底焊均采用钨极氩弧焊（GTAW）。对于不锈钢的焊接，焊接时必须充背面保护气（通常为纯Ar），以防止焊缝背面的氧化。  1焊接成本对比  表2给出了板厚8mm、材质304不锈钢对接接头的焊接成本对比。表中的焊材、气体及工资的价格均是按照目前的价格进行计算的。GTAW焊的Ф2.4mm的焊丝是直条的，长度为36英寸，每根焊丝的剩余长度约80～100mm；不锈钢焊条的剩余

7、长度约50～80mm。    表2薄板不锈钢常用焊接方法的成本对比焊  接  方  法              GTAW        GTAW+SMAW      GTAW+MIG施焊条件    V型坡口，对接接头，单面焊双面成型。              母材厚度为8mm，材质为304；坡口角度70°，钝边0mm，根部间隙2.0mm    焊丝直径  打底焊        Φ2.4        Φ2.4        Φ2.4      (mm)    填充及盖面    Φ2.4        ----        Φ1.2    焊条直径  打底焊