不銹鋼材料的高效率焊接新工藝探析

趙宏柱

摘要：隨著焊接技術的不斷進步，國際上出現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，進行綜合性的實驗才可以。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劣勢，最終通過實驗總結了新焊接工藝的效果。

關鍵詞：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焊接效率的兩個重要因素，在實際研究焊接新工藝的過程中，要切實依托已有的不銹鋼原材料，焊接工藝，進行綜合性的論證，最終研發出一個能夠切實提高焊接作業效率的新工藝。在研究工作開展的過程中當中，要合理的利用模擬分析軟件，通過理論研討先確定一個大致的工藝方面，然后再通過實驗的方式，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，該鋼材最大的特點在于其具有極強的耐腐蝕性，和大部分氣體、化學原料都不會發生反應，而且304鋼的耐熱性能較好，在高溫環境下仍舊不會發生形變。

（二）304L

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

（三）304H

304H，特指一種耐熱材料，該不銹鋼材料的耐熱性能良好，能夠應用在高溫環境下的焊接工作中。通過系統的研究發現，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主要被應用在蒸汽管道的焊接作業中。

（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，使整個材料的可塑性有了顯著的提高，進而使該不銹鋼材料的剛度得到了穩步的提升，不僅如此，使用該型號鋼材作為焊接材料的時候，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期間主要使用的原材料種類，均屬于奧氏體不銹鋼，在工業生產活動中被廣泛的應用。由于此類鋼材不具有磁性，所以對于地鐵工程、建筑工程等，會被電磁干擾影響工程穩定性的施工工程而言，具有較高的現實意義。

二、焊接工藝

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

（一）惰性氣體保護焊接

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焊接形式，在實際焊接作業的過程中，給焊接區域灌入惰性氣體，氣體本身會對焊接的部位形成一定的保護，進而可以切實提高焊接部位的強度。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，可以進一步的提高整個焊接工作的質量。

但是在落實焊接工藝期間，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，這主要還是由于現場施工人員的技術水平但不到要求，或者相應的焊接設備過于老化導致的。但是，如果過分考慮覆蓋效果而會導致整個焊接工作的效率下降，所以要權衡覆蓋效果和焊接效率，從作業人員以及焊接設備層面入手，切實提高焊接工作的質量。

（二）新工藝

新焊接工藝是在惰性氣體焊接工藝的基礎上進行改良得到的，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，先使用砂紙對鋼板進行打磨，并使用工業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，電極尖角度設置為60度，完成焊接。并使用顯微鏡檢測焊接的效果，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）結論

通過對試驗結果進行系統的分析可以得出結論--新型TIG涂覆焊接方式具有較高的應用價值，該焊接工藝可以有效的提高整個焊接工作焊接效果，與此同時，還能夠切實提高惰性氣體的覆蓋效果。

所以，在實際開展焊接工作的時候，要普及新型TIG涂覆焊接法，而在選擇不銹鋼材料的時候，則要根據施工現場的實際情況，選擇對應的不銹鋼材料，例如對于高溫的施工現場而言，就要使用304H作為焊接材料；而對于露天的焊接環境，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務能力，以及焊接設備的自動化程度上入手，切實提高整個焊接工作的穩定性和效率值。

三、結束語

高效率的焊接工藝，能夠有效的提高焊接作業的質量，尤其是對于精密焊接作業而言，焊接工藝的效率值直接決定著精密設備的穩定性。例如在航天飛機，以及磁懸浮列車的焊接工作中，如果焊接工藝的效率較低，則會直接影響到飛機或者列車在實際運行的過程中出現突發性事故。所有要通過切實可行的手段，研發出具有更高效率的焊接新工藝。

參考文獻：

[1]陸善平， 董文超， 李殿中， et al. 不銹鋼材料的高效率焊接新工藝[J]. 金屬學報， 2010.

[2]崔麗， 朱學軍， 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：國家不銹鋼制品質量監督檢驗中心（興化））