郭非飞 李修鹏
中国中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东 青岛 266111
摘要：不锈钢通常具有较强的不锈性和耐腐蚀性特征，而不同种类的不锈钢在焊接工艺上也存在不同，质量优秀的不锈钢以及不锈钢焊接技术能够让焊缝更加美观，同时焊接部位更加坚固稳定，因此不锈钢焊接技术是决定焊接质量的关键因素。如今不锈钢在越来越多领域得以应用，需求量的不断加大使得不锈钢的应用面越来越广，而对于焊接技术的要求也越来越高，需要在焊接过程中把握技术要点，明确注意事项，才能保证焊接质量。本文主要围绕不锈钢的焊接技术展开论述，探讨了焊接技术以及有关的注意事项。
关键词：不锈钢；焊接技术；注意事项
引言：如今越来越多新型不锈钢材料的开发，焊接技术是不锈钢功能结构构造技术，而不锈钢焊接有着成本低且质量稳定等优势，非常适用于许多精密结构件的焊接。但不锈钢焊接过程中可能会存在气孔或裂缝等质量缺陷，传统的熔化焊接技术效率不高且热影响区较大，而激光电弧等复合焊接工艺则成为了一个新的突破，能够有效限制焊接过程中的热影响区，提高焊接效率的同时减少焊缝冷却速率，改善质量缺陷问题。科学合理地应用焊接技术能够进一步控制焊接过程，保证焊接的效率与质量。
一、不锈钢焊接过程中的技术要点
（一）奥氏体不锈钢焊接技术要点
由于奥氏体不锈钢在结构方面碳含量更低，在高温焊接过程中会产生奥氏体组织，有着较高的可塑性和抗腐蚀性特征，所以奥氏体不锈钢不仅焊接效果更高。为进一步改善不锈钢焊接效果，许多焊接人缘都会采用不同的焊接技术工艺来确保焊接工艺的适用性，但焊接期间不免会产生一些不利影响，比如焊接期间可能会对焊接人员带来一定伤害，皮肤烫伤或损伤眼睛等，所以周全的保护措施很重要。对于奥氏体不锈钢来说，很多生产厂家会为了经济效益，按照产品在市场中的价格和销量来选择最经济性的焊接方法。奥氏体不锈钢能够适用许多焊接技术，这也成为了成本控制的一项优势，电弧焊和气体保护焊等技术都能达到预期的焊接效果。通常焊接材料也可以选择埋弧焊丝、焊剂、MIG实心焊丝等，焊接技术方面出于经济效益和适用性考量，广泛应用药芯焊丝电弧焊，这种焊接方法主要运用了药芯焊丝的可熔化性作为正极，母体材料为负极。电弧热工作通入惰性气体高温环境下将焊接材料熔化产生冶金的效果，熔池中会同步产生一层液态熔渣，对熔化后的金属固体起到了有效的保护效果。奥氏体不锈钢焊接技术的优势在于，焊接期间的飞溅颗粒物更少，焊接结束后焊缝更加美观且质量高，电弧波动更低等，相较于传统焊条，实用价值更高。
（二）铁素体不锈钢焊接技术要点
铁素体不锈钢有着较高的焊接特性，焊接质量较为优秀，铁素体不锈钢不仅可以应用传统焊接技术，同时还能利用钨极氩弧焊、埋弧焊等工艺。部分情况下需要不锈钢的纯度较高，所以采用等离子弧焊、真空电子束焊等技术。焊接材料方面则主要选择同质铁素体或奥氏体等类型。铁素体不锈钢焊接可能会出现焊接接头热影响区晶粒粗化或抗腐蚀性不足等，容易引发一些焊接质量缺陷，现代高纯度铁素体不锈钢对于热、冷裂纹虽然不敏感，但若是焊接结构设计不科学，那么焊缝可能会遭受较大的拘束应力，导致焊接部位出现裂纹等质量问题。对此需要明确以下要点：焊前的预热以及焊后的热处理需要在同质焊接材料焊接低纯度铁素体不锈钢母材的条件下，需要进行低温预热；针对475℃脆性问题来说，不管是母材还是焊缝金属，都需要保证其纯度水平，尽量规避450～485℃的加热，或降低这一温度区间的持续时间。
（三）马氏体不锈钢焊接技术要点
马氏体不锈钢具有着较强的冷裂特性，焊缝和热影响区焊后都可能成为硬度大但较脆的马氏体组织，焊接期间需要保证温度在1150℃上下，并注意马氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向较低。首先，焊前预热。焊前预热主要是为了避免马氏体不锈钢出现质量缺陷，若碳质量分数在0.2%以下的情况下，预热温度需要在200～250℃之间，而高刚性焊件则可以预热到450℃左右；其次，焊后冷却。完成焊接操作后不能直接由焊接温度直接升温进行回火，焊接期间的奥氏体组织可能还未完全生成，若马上进行升温回火可能会导致奥氏体的转变，形成大晶粒组织，导致不锈钢焊接韧性受到影响，所以在回火前需要保证焊件能够充分冷却，充分分解奥氏体组织；最后，焊后的热处理。热处理工序主要目的在于改善焊缝及热影响区的硬度，提高其韧性，而且还能减少焊接残余应力。这一过程可以采用回火、退火两类，回火需要保证温度在600～750℃之间。退火则需要保证温度在800～880℃之间，最后进行空冷[1]。
二、不锈钢焊接过程中的注意事项
（一）做好焊接防护措施
在不锈钢焊接期间，操作人员难以避免地需要与电机金属接触，所以做好防护措施至关重要。焊接操作之前需要检查好焊接电流是否存在异常，焊接过程中金属成分能否达到工业焊接标准等。焊接期间也要把控好焊接距离，焊接位置和焊嘴间距需要保证足够安全，如果焊接期间出现意外事故需要及时采取措施解决。同时高空焊接作业也需要观察周边环境是否存在干扰因素，比如环境的干湿条件等，避免焊接过程中电流和水通电造成的安全事故，焊接材料的质控也是焊接过程中需要重点把控的关键问题[2]。
（二）选择平特性焊接电源
尽量选择平特性焊接电源，直流情况下选择反极性电源。通常利用纯氩气或Ar+2%O2流量20～25L/min电源最好。此外还需要注意以下几点：1）电弧长度。不锈钢的MIG焊接通常需要在喷射过度下进行焊接，电压需要保证电弧长为5mm左右；2）防风。MIG焊接可能会受环境空气流动的影响，即便是微风也可能导致气孔的出现，因此需要确保风速在0.5m/sec以上的环境下采取一定的防风措施；3）防潮。若是在室外焊接，那么需要保证焊接工件不能受潮，保证气体的保护效果。
（三）选择垂直外特性电源
选择垂直外特性电源，直流情况下选择正极性，通常适合焊接厚度以下的不锈钢薄板，其特点便是焊缝更加美观，，形变量耕地等，保护气体则为氩气。若焊接电流处于之间，氩气流量在之间，若电流达到，氩气流量在之间，钨极由气体喷嘴突出的长度在5mm左右为宜，角焊等遮蔽性不足的地位在4mm左右，开槽深处位置为5mm左右，喷嘴到焊接工作距离通常在以内。为避免焊接气孔等质量缺陷，焊接位置若存在铁锈或油污则需要及时进行清理。在焊接电弧长度方面，普通钢焊接需要控制在2～4mm，而不锈钢则需要保持在1～3mm之间，过长则可能会影响保护效果。为确保氩气能够有效保护焊接熔池，以及更加方便焊接操作，钨极中心线和焊接工件需要具有80°左右的角， 填充焊丝和工件表面夹角则需要尽量减小，约10°为宜，更有利于防风[3]。
结束语：根据我国当前不锈钢材料的产量与消费水平分析，当前应用的传统焊接工艺已经难以达到不锈钢焊接需求，所以需要对不锈钢焊接工艺进行优化创新，进一步提高我国整体的不锈钢焊接工艺水平，在提高不锈钢焊接质量的同时提升其经济效益。
参考文献：
[1]朱新生. 不锈钢焊接技术[J]. 生物技术世界,2014(04):185.
[2]王德军. 不锈钢焊接操作方法及变形控制要点[J]. 南方农机,2020,51(12):177.
[3]阮波. 试析焊接工艺对不锈钢焊接变形的影响[J]. 中国设备工程,2019(16):164-165.