不锈钢材料的高效率焊接新工艺
苏志成
[摘 要]伴着我们中国工业技术的飞速发展，人们对于工业产品的质量要求越来越高，不锈钢材料作为一种优质工业用材，在工业生产进程中运用日益广泛。本文以国标304奥氏体不锈钢作为焊接母材，采用了数值模拟与实验相结合的方法，系统的对不锈钢铁金属材料高效TIG焊接的新工艺进行研究，希望能够达到推广这一焊接技术的目的，并为我们中国不锈钢材料的焊接工艺的提高提供一定的理论基础。
[关键词]不锈钢 材料 高效率 焊接工艺
中图分类号：G417 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）48-0042-01
引言
伴着工业经济的飞速发展，我们中国的焊接工业也取得了较快的发展，尤其是不锈钢产业的持续发展，受到了国内乃至国际的极大关注。不锈钢需求量的迅猛增长在同一个时间带动了不锈钢特种工业的发展，钢铁金属材料品质的提升也促进了焊剂、焊接设备及焊接工艺的完善进步。
1.常见不锈钢铁金属材料
经由分析发现，现阶段我们中国广泛的不锈钢材料的焊接是0Cr18Ni9奥氏体不锈钢。根据相关资料显示，这一种钢铁金属材料缘于具有奥氏体结构，导致这一种钢铁金属材料并不能够经由热处理的方法进行相应的强化。工业生产的进程中主要采用的是冷变形的方式进行这一钢铁金属材料的强化。在同一个时间，这一种钢铁金属材料具有较多的优势，例如，奥氏体结构不仅仅具有良好的冷热加工相关的性能，这一种钢铁金属材料并没有磁性，还具有较为良好的低温性能。0Cr18Ni9奥氏体不锈钢作为一种耐热性材料，在日常生产与生活的进程中，运用十分的广泛，例如，食品加工行业以及化工设备。
1.1 304不锈钢板
在日常生产与生活中，304不锈钢板运用较为广泛，其实这一钢铁金属材料就是上文所指的0Cr18Ni9奥氏体不锈钢。这一种钢铁金属材料在工业生产的进程中发挥着十分关键的作用。这一种钢铁金属材料不仅仅耐蚀性较好，在同一个时间还具有较好的耐热性。在生产加工的进程中，对于冲压、弯曲等工艺适应性较好，不会出现热处理硬化这一问题。
1.2 304L
在这我们所指的304L就是国标的00Cr19Ni10低碳钢铁金属材料。在普通条件下，这一种钢铁金属材料的耐蚀性与304钢十分的相似。可是，当这一钢铁金属材料进行焊接加工之后或是进行一定的处理之后，对于晶界的腐蚀耐受能力较强。即便没有经过热处理，这一钢铁金属材料也能够保持相应的耐蚀性。一般来说，这一钢铁金属材料的使用温度为-196℃～800℃。这一钢铁金属材料的主要运用范畴为石油、煤炭以及露天环境的工业生产。
1.3 304H
在这我们所指的304H就是国标的00Cr19Ni10耐热钢铁金属材料。这一种钢铁金属材料的类型也属于奥氏体不锈钢。从其性质上来讲，这一种钢铁金属材料的耐蚀性与相应的焊接性能都相对来说较强。在同一个时间，这一钢铁金属材料的热强性能较好，主要运用于大型的蒸汽管道、再热器以及交换器等方面的生产。
1.4 304N
304N是在奥氏体的基础上加入了N的不锈钢材料。经由分析发现，从其制作的角度上来讲，这一种钢铁金属材料在一定程度上减少了Mn、S这两种元素，在同一个时间，还加了氮元素进一步提高增其塑性，在同一个时间，这一种钢铁金属材料的强度有所增加，能够较好地改善其焊接缝隙的腐蚀问题。
2.1 钨极惰性气体保护焊特性
钨极惰性气体保护焊（TIG或GTAW）是一种非熔化气体保护焊，缘于焊接的进程稳定，对焊接面的保护效果好，极其适合钛合金、不锈钢和金属的焊接，目前已经在当前工业生产中被广发运用。可是传统的钨极惰性气体保护焊存在焊接熔深不够深、熔层敷盖效率低以及单道焊接一次成型的板厚薄等劣势，焊接相对较厚的钢板时需要开坡脚并进行多道焊接，因此降低了TIG焊接的效率[2]。
2.2 关于钨极惰性气体保护焊的研究进展
20世纪60年代初，国外电焊研究所Paton（乌克兰）开发出一种在TIG焊接基础上的新型高效率的焊接工艺——活性剂涂覆TIG焊接工艺，利用此法可以让焊接的熔化深度达到以往常用的传统TIG焊的两到三倍。至此之后，英美日等国也先后开展了关于此技术工艺的研究工作，因熔池的特性，如尺寸微小、弧光易干扰以及温度高，故难以利用实际的观察熔池内部的流动，这些原因致使人们对TIG高效焊熔机理的认识一直存在着很大的争议。
3 方法以及结果
3.1 实验方法
选用国标304奥氏体不锈钢作为焊接试板，尺寸选用100*50*10（单位：mm）的不锈钢板。化学组分选用：C-0.06、Si-0.44、Mn0.96、Ni-8.19、Cr-18.22、P-0.027、S-0.001、O-0.0038、Fe余量。实验开始前，利用80#砂纸轻微打磨试件板并用酒精进行洗涤，清理杂物表面的杂质，采用直流反接（DCEN）TIG焊接工艺，然后选用含有2%ThO2的W电极，电极尖角度数选用60°，直径选用1.6mm。在焊接结束之后，可以取前后的样品进行分析，在同一个时间，对熔池的外貌、深度、宽度等进行測量。除此之外，还应该利用显微镜进行焊接面的分析，进而获得相应的实验结果。
3.2 结果分析
经由实验结果的分析我们可以发现，TIG涂覆焊接法能够提高不锈钢焊接的整体质量，在同一个时间，缘于加入了相应的活性元素，进一步提高了焊接效率，对于不锈钢材料的运用具有十分关键的推进作用，因此，我们要重视这一焊接技术的推广以及运用。
参考文献
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