华茂青
（江苏盐城技师学院汽车工程学院 江苏盐城 224002）
[摘要]针对奥氏体型不锈钢管焊接中出现的焊接缺陷，分析了其形成原因。并根据其焊接缺陷产生的原因结合自己焊接教学和实际操作情况给出了相应的防止措施。
[关键词]奥氏体不锈钢；接缺陷产生的原因；预止措施
随着我国石油企业的不断发展，建立起许多大型贮油库、气库等，由于输送介质有特殊性要求．需用大量使用具有抗腐蚀性较强的不锈钢材质的管道。为确保油气管道的能够持久、安全的运行，需对油气管道焊接工艺、参数选择及其焊接缺陷的分析，下面作以简单的浅议。
不锈钢按正火状态下钢的组织状态，划分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和奥氏体一铁素体型不锈钢等。下面从奥氏体不锈钢管性能进行分析。
一、奥氏体不锈钢的金属性能
(一)不锈钢的性能(焊接有关的物理性能)
1.不锈钢的热导率低于碳钢，尤其是奥氏体不锈钢的热导率，约为碳钢的1/3。
2.不锈钢的电阻率高，尤其是奥氏体不锈钢的电阻率，约为碳钢的5倍。
3.奥氏体不锈钢的线膨胀系数比碳钢约大50%，马氏体不锈钢和铁素体不锈钢的线膨胀系数大体上与碳钢相等。
4.奥氏体不锈钢的密度大于碳钢，马氏体不锈钢和铁素体不锈钢的密度稍小于碳钢。
5.奥氏体不锈钢没有磁性，马氏体不锈钢和铁素体不锈钢有磁性。
(二) 奥氏体不锈钢管力学性能(1Cr18Ni9Ti管为例)
不锈钢力学性能
(三)奥氏体不锈钢管的焊接性能
奥氏体不锈钢塑性和韧性很好，具有良好的焊接性，焊接时一般不需要采取特殊的焊接工艺措施。
(四)奥氏体不锈钢管焊接工艺性能
1.焊接开始时，不要在焊件上随便引弧，以免损伤焊件表面，影响耐腐蚀性。
2.由于奥氏体不锈钢的电阻大，焊接时产生的电阻热也大，所以同样直径的焊丝，焊接电流值应比低碳钢焊丝小20%左右。
3.焊接过程中，采用小电流、快焊速。一次焊成的焊缝不宜过宽，最好不超过焊丝直径的3倍。
4.多层多道焊时，每焊完一道要彻底清除氧化渣，并控制道间温度，等到前道焊缝冷却到60℃以下时再焊接下一道。
从上面对不锈钢的力学性能、焊接性、焊接工艺及化学性能相比，唯有奥氏体不锈钢它以铬、镍为主要合金元素。它有更优良的耐腐蚀性；强度较低，而塑性、韧性极好；焊接性能良好。因此，奥氏体不锈钢管被广泛应用于油气管道。
二、焊接方法的选用
奥氏体不锈钢管具有优良的焊接性。一般常用的熔化焊方法都能焊奥氏体不锈钢。但从经济、实用和技术性能方面考虑，最好采用钨极氩弧焊。如果电渣焊它的特点是在高温停留时间长，焊接速度慢，冷却速度慢，线能量大，使接头抗晶间腐蚀能力降低，并且在熔合线附近易产生严重的刀状腐蚀，因此极少应用。C02气体保护焊具有氧化性，合金元素烧损严重，目前还没有用来焊接奥氏体不锈钢。在实际焊接中时，通常选用钨极氩弧焊焊接工艺，由于氩气是一种惰性气体，不与金属起化学反应，合金元素不会被氧化烧损，而且氩气也不溶解于金属。焊接过程基本上是金属熔化和结晶的简单过程，因此，保护效果好，能获得较为纯净及高质量的焊缝,尤其焊缝质量检测X射线拍片合格率高；电弧受氩气流的冷却和压缩作用，电弧的热量集中，且氩弧的温度又很高，故热影响区很窄。焊接变形与应力小，适用于合金元素烧损小，此外，由于热输入较小，对过热敏感的奥氏体不锈钢的焊接；能所有的金属材料都有可以进行氩弧焊，特别适宜焊接焊奥氏体不锈钢管的打底焊，焊接过程中焊缝成形好，焊缝表面洁净无渣。
三、在此以奥氏体不锈钢水平固定管的为例，结合自己焊接教学和实际操作过程中常见缺陷的产生原因及防止措施进行浅析：
(一)气孔
气孔是焊奥氏体不锈钢管焊接中常出现的焊接缺陷之一．它存在于焊缝打底层内部气孔或盖面层表面气孔，其缺陷形态为有单个气孔、密集气孔、连续气孔等。气孔的危害性主要表现为降低管道的承载压力，会导致局部腐蚀穿孔因素增加，
(二)未焊透
未焊透是焊接时焊丝和母材未完全熔透的现象。在此处容易产生应力集中，在外力作用下可能会导致裂纹。主要形成原因有以下几点：
1.装配间隙较小、使用焊接电流小、运丝速度过快，使母材金属不能完全熔化，产生根部未焊透。
2.焊枪倾角过小、填丝方法不正确易产生未焊透的缺陷。
3.装配管口时存在错边。在管口圆度不规则导致局部位置错边量较大，在打底层焊接过程中在管子较低的一侧容易出现根部未焊透。
4.在管子内口充氩气时，采用氩气流量较大，容易产生氩紊流吹动根部铁液移动，根部出现未焊透。
(三)氧化严重
在施焊过程中，对焊接区和焊接熔池保护不恰当，会使焊缝被氧化，在生产运行过程中造成不锈钢管道在焊缝区的晶间腐蚀和应力腐蚀，从而降低不锈钢管道整体的耐腐蚀性能。
(四)未熔合
奥氏体不锈钢管焊接时焊材与管材之间或焊层间，未完全熔透的现象叫未熔合。产生原因有以下几个方面：
1.在管口下焊接中，焊枪和焊丝没有伸入坡口根部加热或填丝而产生未熔合等缺陷。
2.焊接参数选择不当未能控制层间温度产生未熔合等缺陷。
3.打底焊道时管子氩气流量选择较大，产生紊流吹动铁液移动，导致根部出现未熔合。
可以采取以下措施防止焊接未熔合：
1.在管口下焊接中，焊枪和焊丝伸入到坡口根部并作充分加热，采用内填丝方法，调节焊枪角度为800～900。
2.焊接过程中，焊枪最好不作横向摆动，采用小电流、快焊速。一次焊成的焊缝不宜过宽，最好不超过焊丝直径的3～5倍；多层多道焊时，每焊完一道要彻底清除熔渣，并控制道间温度，等到前道焊缝冷却到60℃以下时再焊接下一道
3.打底焊道时管子氩气流量调整为4～6 L/min，以免产生紊流吹动铁液移动，使根部出现未熔合。
四、采用适当的焊后处理
奥氏体不锈钢管焊接后应进行酸洗、表面钝化处理，去除焊缝及热影响区表面如有刻痕、凹痕、粗糙点、污点，起到耐蚀作用。
将焊接好的奥氏体不锈钢管整体在酸洗槽中浸泡24～45min，取出后用清水冲净；具体用硝酸（密度1.42）20%，氢氟酸5%，其余为水。浸洗温度在室温进行。
钝化在酸洗后进行，用将钝化液在钢管表面擦一遍，停留1h，然后用冷水冲，用布仔细擦洗，最后用热水冲洗干净，并将其吹干。经钝化处理后的不锈钢，外表呈银白色，具有较高的耐腐蚀性。具体用硝酸5 mL，重铬酸钾1g，水95 mL，在室温进行。
奥氏体不锈钢管具有的特殊性，在施焊中严格采用奥氏体不锈钢管焊接工艺，考虑焊材、管材、管径、管厚、焊接的环境等因素，全面总结焊接过程中焊接缺陷产生的原因，才能采取有效的预防措施，就有可能避免焊接缺陷的产生，提高焊缝内外质量，从而保证工程施工质量和生产运行安全。
参考文献：
［1］张士相，国家职业资格培训教程［M］焊工中国劳动社会保障出版社2002
［2］俞宽铣，锅炉压力容器焊工培训教材［M］北京科技技术出版社1992
［3］刘云龙，国家职业资格培训教材技能型人才培训用书 焊工中级［M］机械工业出版社2013