不锈钢材料的高效率焊接新工艺探析

赵宏柱

摘要：随着焊接技术的不断进步，国际上出现了多种多样的不锈钢材料，以及不锈钢焊接工艺，但是每种不锈钢材料和焊接工艺组合之后的焊接效果都不一样，想要得到高效率的焊接工艺，就必须从不锈钢的选材、焊接工艺的选择，以及焊接手法等方面，进行综合性的实验才可以。本文主要分析了几种不锈钢原材料的异同，以及两种焊接工艺的优劣势，最终通过实验总结了新焊接工艺的效果。

关键词：不锈钢；焊接工艺；研究方法

不锈钢原材料，焊接工艺是影响整个焊接效率的两个重要因素，在实际研究焊接新工藝的过程中，要切实依托已有的不锈钢原材料，焊接工艺，进行综合性的论证，最终研发出一个能够切实提高焊接作业效率的新工艺。在研究工作开展的过程中当中，要合理的利用模拟分析软件，通过理论研讨先确定一个大致的工艺方面，然后再通过实验的方式，论证新工艺的可行性。

一、材料分析

（一）304钢材料

304钢，是目前使用最为广泛的钢材的型号，该钢材最大的特点在于其具有极强的耐腐蚀性，和大部分气体、化学原料都不会发生反应，而且304钢的耐热性能较好，在高温环境下仍旧不会发生形变。

（二）304L

304L，特指一种低碳材料，和304钢的性能类似，同样具有极强的耐腐蚀性，不仅如此，使用304L钢材作为焊接材料的时候，该钢材对晶界同样具有较好的抗腐蚀性。由于304L钢材更为稳定的金属特性，所以，主要使用在露天环境中。

（三）304H

304H，特指一种耐热材料，该不锈钢材料的耐热性能良好，能够应用在高温环境下的焊接工作中。通过系统的研究发现，304H钢材的焊接效果要好于304不锈钢材料和304L不锈钢材料的，目前304H主要被应用在蒸汽管道的焊接作业中。

（四）304N

304N不锈钢和其他种类的不锈钢材料不同，该材料的N元素占比要多与其他不锈钢材料的，而N元素的增加，使整个材料的可塑性有了显著的提高，进而使该不锈钢材料的刚度得到了稳步的提升，不仅如此，使用该型号钢材作为焊接材料的时候，可以有效的提高焊接缝的耐腐蚀性。

以上四种不锈钢材料是目前焊接作业期间主要使用的原材料种类，均属于奥氏体不锈钢，在工业生产活动中被广泛的应用。由于此类钢材不具有磁性，所以对于地铁工程、建筑工程等，会被电磁干扰影响工程稳定性的施工工程而言，具有较高的现实意义。

二、焊接工艺

焊接工艺，是影响整个焊接工作效率以及质量最重要的因素之一，不同于不锈钢材料对焊接工作质量的影响，焊接工艺能够影响焊接工作最终质量的因素有很多。

（一）惰性气体保护焊接

TIG，是目前使用最为广泛的焊接工艺，该焊接工艺属于一种保护焊接形式，在实际焊接作业的过程中，给焊接区域灌入惰性气体，气体本身会对焊接的部位形成一定的保护，进而可以切实提高焊接部位的强度。由于不锈钢材料本身就具有良好的金属特性，在惰性气体的加持下，可以进一步的提高整个焊接工作的质量。

但是在落实焊接工艺期间，还存在一些问题，其中最主要的问题就是惰性气体的覆盖效果欠佳，这主要还是由于现场施工人员的技术水平但不到要求，或者相应的焊接设备过于老化导致的。但是，如果过分考虑覆盖效果而会导致整个焊接工作的效率下降，所以要权衡覆盖效果和焊接效率，从作业人员以及焊接设备层面入手，切实提高焊接工作的质量。

（二）新工艺

新焊接工艺是在惰性气体焊接工艺的基础上进行改良得到的，最大的变化是在保持焊接效率不变的前提条件之下，提高了焊接作业的覆盖效果。

（1）研究过程

选取一块面积为0.5平方米的不锈钢板，先使用砂纸对钢板进行打磨，并使用工业清洁剂将钢板表面的污渍清除干净，然后使用直流反接工艺，选择2%Th00的W电极，电极尖角度设置为60度，完成焊接。并使用显微镜检测焊接的效果，主要观察焊接是否存在缝隙和气泡。并研究焊接面惰性气体的覆盖效果。

（2）结论

通过对试验结果进行系统的分析可以得出结论--新型TIG涂覆焊接方式具有较高的应用价值，该焊接工艺可以有效的提高整个焊接工作焊接效果，与此同时，还能够切实提高惰性气体的覆盖效果。

所以，在实际开展焊接工作的时候，要普及新型TIG涂覆焊接法，而在选择不锈钢材料的时候，则要根据施工现场的实际情况，选择对应的不锈钢材料，例如对于高温的施工现场而言，就要使用304H作为焊接材料；而对于露天的焊接环境，则要使用耐腐蚀性能较好的304N作为焊接材料。除此以外，还要从焊接人员的业务能力，以及焊接设备的自动化程度上入手，切实提高整个焊接工作的稳定性和效率值。

三、结束语

高效率的焊接工艺，能够有效的提高焊接作业的质量，尤其是对于精密焊接作业而言，焊接工艺的效率值直接决定着精密设备的稳定性。例如在航天飞机，以及磁悬浮列车的焊接工作中，如果焊接工艺的效率较低，则会直接影响到飞机或者列车在实际运行的过程中出现突发性事故。所有要通过切实可行的手段，研发出具有更高效率的焊接新工艺。

参考文献：

[1]陆善平， 董文超， 李殿中， et al. 不锈钢材料的高效率焊接新工艺[J]. 金属学报， 2010.

[2]崔丽， 朱学军， 栗卓新. 不锈钢薄板高速钨极氩弧焊的研究[J]. 热加工工艺， 2005（4）.

（作者单位：国家不锈钢制品质量监督检验中心（兴化））