CN109530883A - 一种不锈钢310s焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种不锈钢310S焊接工艺，包括以下步骤：步骤S1：获取两块不锈钢310S试板，并对试板进行焊前处理，去除试板表面氧化层；步骤S2：对所述试板开设焊接坡口，并预留焊接钝边；步骤S3：采用手工钨极氩弧焊方式对两块试板进行逐层焊接，层间温度≦100，氩气流量为8‑12L/min，并且，第一层焊接的焊接电流为28‑32A，焊接速度为4.5‑5.5cm/min，其他层焊接的焊接电流为43‑47A，焊接速度为5.5‑6.5cm/min。本申请所提供的不锈钢310S焊接工艺，通过手工钨极氩弧焊的方式焊接，减少了焊接热裂纹现象，可确保焊接质量，得到具有较高的抗拉强度、塑性、韧性的钢板，有效降低焊接成本和焊工劳动强度，便于推广使用。

Description

一种不锈钢310S焊接工艺

技术领域

本申请涉及不锈钢焊接工艺领域，特别涉及一种不锈钢310S焊接工艺。

背景技术

310S不锈钢是奥氏体铬镍不锈钢，因镍(Ni)、铬(Cr)含量较高，310S不锈钢具有良好耐氧化、耐腐蚀、耐酸碱、耐高温性能，耐高温钢管专用于压力容器，环保设备等领域，310S奥氏体型不锈钢中增加碳的含量后，由于其固溶强化作用使强度得到提高，奥氏体型不锈钢的化学成分特性是以铬、镍为基础添加钼、钨、铌和钛等元素，由于其组织为面心立方结构，因而在高温下有高的强度和蠕变强度。

目前，不锈钢310S常用的焊接方法是焊条电弧焊，然而，由于以下原因：一、导热性较差，导热系数仅为304的58％，热裂纹倾向大；二、枝晶偏析严重，热轧加热最高温度受到一定的限制，高温变形抗力大，热塑性低，轧制过程中容易产生开裂；三、铬碳化物、σ相析出倾向大；导致不锈钢310S在采用焊条电弧焊时，容易产生热裂纹，导致强度降低，使用性能较差。

因此，如何有效提高310S不锈钢的焊接性能，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

申请内容

本申请的目的是提供一种不锈钢310S焊接工艺，用于减少不锈钢310S焊接热裂纹现象，提高焊接质量。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种不锈钢310S焊接工艺，包括以下步骤：

步骤S1：获取两块不锈钢310S试板，并对试板进行焊前处理，去除试板表面氧化层；

步骤S2：对所述试板开设焊接坡口，并预留焊接钝边；

步骤S3：采用手工钨极氩弧焊方式对两块试板进行逐层焊接，层间温度≦100，氩气流量为8-12L/min，并且，第一层焊接的焊接电流为28-32A，焊接速度为4.5-5.5cm/min，其他层焊接的焊接电流为43-47A，焊接速度为5.5-6.5cm/min。

优选的，所述步骤S1中，“对所述试板进行焊前处理”具体为：

对焊接坡口及其两侧20mm宽度范围内的金属表面打磨去除氧化层，并用乙醇或丙醇溶剂清洗去除油脂和水分。

优选的，所述步骤S1中，所述试板的尺寸为280-320mm×130-170mm，厚度δ为5.5-6.5mm。

优选的，所述步骤S2中，所述焊接坡口为V型坡口，坡口角度为45°；两块试板之间预留0.8-1.2mm的间隙，焊接钝边的长度为1.8-2.2mm。

优选的，所述步骤S3中，焊丝为ER 310S不锈钢焊丝，焊丝直径为1.5-1.7mm，并采用FT-200P逆变式直流氩弧焊机设备进行焊接。

优选的，所述步骤S3中，还包括：保证焊前环境温度为25°℃，无需预热，层间温度最高为100℃，焊后无需热处理；当空气中的温度低于零度时或者湿气聚集时，需要对试板进行加热，加热温度为30-40℃。

优选的，所述步骤S3中，焊接时采用直流正接法进行焊接，直流正接时，钨级端部打磨角度为30°。

优选的，所述步骤S3中，焊接时，观察焊缝成色，若焊缝颜色成灰色和黑色时，增大氩气的流量，直到焊缝颜色为金黄、蓝色、红色为止。

优选的，所述步骤S3中，在焊接层间要清理试板，去除熔渣和飞溅，并用不锈钢丝刷清理焊道表面氧化膜，或者采用丙酮清理试板。

优选的，所述步骤S3之后还包括：

步骤S4：对焊后试板进行检测，100％渗透和100％射线无损检验结果均为合格，没有发现热裂纹现象后，完成加工。

本申请所提供的不锈钢310S焊接工艺，包括以下步骤：步骤S1：获取两块不锈钢310S试板，并对试板进行焊前处理，去除试板表面氧化层；步骤S2：对所述试板开设焊接坡口，并预留焊接钝边；步骤S3：采用手工钨极氩弧焊方式对两块试板进行逐层焊接，层间温度≦100，氩气流量为8-12L/min，并且，第一层焊接的焊接电流为28-32A，焊接速度为4.5-5.5cm/min，其他层焊接的焊接电流为43-47A，焊接速度为5.5-6.5cm/min。该不锈钢310S焊接工艺，通过手工钨极氩弧焊的方式焊接，减少了焊接热裂纹现象，可确保焊接质量，得到具有较高的抗拉强度、塑性、韧性的钢板，有效降低焊接成本和焊工劳动强度，便于推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请所提供的不锈钢310S焊接工艺中试板一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种不锈钢310S焊接工艺，能够减少不锈钢310S的焊接热裂纹现象，提高焊接质量。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本申请所提供的不锈钢310S焊接工艺中试板一种具体实施方式的结构示意图。

在该实施方式中，不锈钢310S焊接工艺中，包括以下步骤：

步骤S1：获取两块不锈钢310S试板1，并对试板1进行焊前处理，去除试板1表面氧化层；

步骤S2：对试板1开设焊接坡口，并预留焊接钝边；

步骤S3：采用手工钨极氩弧焊方式对两块试板1进行逐层焊接，层间温度≦100，氩气流量为8-12L/min，并且，第一层焊接的焊接电流为28-32A，焊接速度为4.5-5.5cm/min，其他层焊接的焊接电流为43-47A，焊接速度为5.5-6.5cm/min。

该不锈钢310S焊接工艺，通过手工钨极氩弧焊的方式焊接，减少了焊接热裂纹现象，可确保焊接质量，得到具有较高的抗拉强度、塑性、韧性的钢板，有效降低焊接成本和焊工劳动强度，便于推广使用。

具体的，不锈钢310S试板1的化学成本如表1，常温力学性能如表2。

表1不锈钢310S化学成分(质量分数，﹪)

表2不锈钢310S常温力学性能

R<sub>m</sub>/MPa	R<sub>p0.2</sub>/MPa	A(﹪)	维氏硬度HV
				≧520	≧205	≧50	≦187

在上述各实施方式的基础上，步骤S1中，“对试板1进行焊前处理”具体为：

对焊接坡口及其两侧20mm宽度范围内的金属表面打磨去除氧化层，并用乙醇或丙醇溶剂清洗去除油脂和水分，焊前去除污物。

在上述各实施方式的基础上，步骤S1中，试板1的尺寸为280-320mm×130-170mm，厚度δ为5.5-6.5mm。优选的，试板1尺寸为300mm×150mm，厚度δ＝6mm。

在上述各实施方式的基础上，步骤S2中，焊接坡口为V型坡口，坡口角度α为45°；两块试板1之间预留0.8-1.2mm的间隙，即间隙A的尺寸为0.8-1.2mm，优选为1mm，焊接钝边的长度B为1.8-2.2mm，优选为2mm。

在上述各实施方式的基础上，步骤S3中，焊丝为ER 310S不锈钢焊丝，焊丝直径为1.5-1.7mm，并采用FT-200P逆变式直流氩弧焊机设备进行焊接。

具体的，焊接材料的选择应当根据AWS相关标准及GB/T15620-2008镍及镍基合金焊丝标准规定，母材为不锈钢310S，采用GTAW焊丝，焊丝材料为ER 310S。

优选的，步骤S3中的焊接参数如表3所示。

表3不锈钢310S的焊接参数

在上述各实施方式的基础上，步骤S3中，还包括：保证焊前环境温度为25°℃，无需预热，层间温度最高为100℃，焊后无需热处理；当空气中的温度低于零度时或者湿气聚集时，需要对试板1进行加热，加热温度为30-40℃。

在上述各实施方式的基础上，步骤S3中，焊接时采用直流正接法进行焊接，直流正接时，钨级端部打磨角度为30°，头部略微磨出平面，焊接采用小电流，快速焊，严格控制热输入，氩弧焊要避免横向摆动。焊接时要采用适宜的热输入速度，以防止热裂纹的产生。

在上述各实施方式的基础上，步骤S3中，焊接时，观察焊缝成色，若焊缝颜色成灰色和黑色时，增大氩气的流量，直到焊缝颜色为金黄、蓝色、红色为止。

在上述各实施方式的基础上，步骤S3中，在焊接层间要清理试板1，去除熔渣和飞溅，并用不锈钢丝刷清理焊道表面氧化膜，或者采用丙酮清理试板1。

具体的，在焊接时电流调至合适，具体技术参数见表3，焊接电流太大，不仅易烧穿、焊缝容易出现下榻和咬边，而且会导致钨极烧损。焊接电流太小，电弧不稳定和偏吹，易产生未焊透、夹渣和气孔等缺陷。施焊速度根据焊接电流的大小具体参照表3来选择。速度太快，气体保护效果受到破坏，还会使焊缝金属和钨极易氧化缺陷。太慢时会造成易熔焊。

同时，310S在焊接时会产生氧化物，使合金中的Cr含量降低，影响耐蚀性能，所以要对其进行表面清理。可以使用不锈钢丝刷或砂轮，接下来浸入适当比例硝酸和氢氟酸的混合液中酸洗，最后用清水冲洗干净。

在上述各实施方式的基础上，步骤S3之后还包括：

步骤S4：对焊后试板1进行检测，100％渗透和100％射线无损检验结果均为合格，没有发现热裂纹现象后，完成加工。

需要说明的是，由于不锈钢310S的焊接性对热裂纹敏感，必须要采用较小的线能量进行焊接，采用钨极气体保护焊(GTAW)时，既有利于防止热裂倾向，也有利于改善熔合质量；工件的焊接应在洁净、无尘、无污染物的相对隔离区域中进行；可与不锈钢和其它有色金属的焊接在同一个区域中进行；当环境风速大于10m/s，焊件温度低于5℃时应采取有效的工艺措施加以保护；焊接坡口的加工应采用机械方法等冷加工方法进行，以保证加工表面的形状、尺寸和粗糙度符合图样要求或焊接工艺规程的规定；坡口不应有分层、折叠、裂纹、撕裂等缺陷。加工工具应是镍合金专用清洁工具，这些工具应单独存放，并有明显的标记以防与其它工具混淆。

以上对本申请所提供的不锈钢310S焊接工艺进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种不锈钢310S焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：获取两块不锈钢310S试板，并对试板进行焊前处理，去除试板表面氧化层；

步骤S2：对所述试板开设焊接坡口，并预留焊接钝边；

步骤S3：采用手工钨极氩弧焊方式对两块试板进行逐层焊接，层间温度≦100，氩气流量为8-12L/min，并且，第一层焊接的焊接电流为28-32A，焊接速度为4.5-5.5cm/min，其他层焊接的焊接电流为43-47A，焊接速度为5.5-6.5cm/min。

2.根据权利要求1所述的不锈钢310S焊接工艺，其特征在于，所述步骤S1中，“对所述试板进行焊前处理”具体为：

对焊接坡口及其两侧20mm宽度范围内的金属表面打磨去除氧化层，并用乙醇或丙醇溶剂清洗去除油脂和水分。

3.根据权利要求2所述的不锈钢310S焊接工艺，其特征在于，所述步骤S1中，所述试板的尺寸为280-320mm×130-170mm，厚度δ为5.5-6.5mm。

4.根据权利要求1所述的不锈钢310S焊接工艺，其特征在于，所述步骤S2中，所述焊接坡口为V型坡口，坡口角度为45°；两块试板之间预留0.8-1.2mm的间隙，焊接钝边的长度为1.8-2.2mm。

5.根据权利要求1所述的不锈钢310S焊接工艺，其特征在于，所述步骤S3中，焊丝为ER310S不锈钢焊丝，焊丝直径为1.5-1.7mm，并采用FT-200P逆变式直流氩弧焊机设备进行焊接。

6.根据权利要求5所述的不锈钢310S焊接工艺，其特征在于，所述步骤S3中，还包括：保证焊前环境温度为25°℃，无需预热，层间温度最高为100℃，焊后无需热处理；当空气中的温度低于零度时或者湿气聚集时，需要对试板进行加热，加热温度为30-40℃。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的不锈钢310S焊接工艺，其特征在于，所述步骤S3中，焊接时采用直流正接法进行焊接，直流正接时，钨级端部打磨角度为30°。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的不锈钢310S焊接工艺，其特征在于，所述步骤S3中，焊接时，观察焊缝成色，若焊缝颜色成灰色和黑色时，增大氩气的流量，直到焊缝颜色为金黄、蓝色、红色为止。

9.根据权利要求1至6任意一项所述的不锈钢310S焊接工艺，其特征在于，所述步骤S3中，在焊接层间要清理试板，去除熔渣和飞溅，并用不锈钢丝刷清理焊道表面氧化膜，或者采用丙酮清理试板。

10.根据权利要求1至6任意一项所述的不锈钢310S焊接工艺，其特征在于，所述步骤S3之后还包括：

步骤S4：对焊后试板进行检测，100％渗透和100％射线无损检验结果均为合格，没有发现热裂纹现象后，完成加工。