不銹鋼焊接工藝操作指導(dǎo)規(guī)范1范圍本規(guī)范規(guī)定了奧氏體不銹鋼（如304、316系列）、鐵素體不銹鋼（如430系列）、馬氏體不銹鋼（如410系列）的焊接工藝操作要求，適用于氬弧焊（GTAW）、焊條電弧焊（SMAW）、埋弧焊（SAW）等常用焊接方法的現(xiàn)場(chǎng)操作與質(zhì)量控制。本規(guī)范不適用于核工業(yè)、航空航天等特殊領(lǐng)域的高精度不銹鋼焊接（需參考專用標(biāo)準(zhǔn)）。2引用標(biāo)準(zhǔn)下列標(biāo)準(zhǔn)為本文的規(guī)范性引用文件，未注明日期的引用最新版本：GB/T____《不銹鋼棒》GB/T____《焊縫符號(hào)表示法》GB/T____《不銹鋼焊條》GB/T____《堆焊焊條》GB/T____《熔化焊用鋼絲》GB/T____《金屬熔化焊焊接接頭射線照相》GB/T____《焊縫無(wú)損檢測(cè)超聲波檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)等級(jí)和評(píng)定》GB/T____《金屬和合金的腐蝕不銹鋼晶間腐蝕試驗(yàn)方法》3術(shù)語(yǔ)與定義3.1焊接工藝評(píng)定（PQR）通過(guò)焊接試驗(yàn)驗(yàn)證焊接工藝正確性的文件，是制定焊接工藝規(guī)程（WPS）的依據(jù)。3.2焊接工藝規(guī)程（WPS）指導(dǎo)焊接操作的技術(shù)性文件，包含焊接方法、焊材、參數(shù)、操作要求等內(nèi)容。3.3熱輸入（E）單位長(zhǎng)度焊縫的熱量輸入，計(jì)算公式：\[E=\frac{I\timesU\times60}{v}\]式中：\(I\)——焊接電流（A）；\(U\)——電弧電壓（V）；\(v\)——焊接速度（cm/min）；\(E\)——熱輸入（kJ/cm）。3.4層間溫度多道焊時(shí)，后一道焊縫焊接前，前一道焊縫的表面溫度（不包括后一道焊縫的預(yù)熱溫度）。4焊接前準(zhǔn)備4.1材料驗(yàn)收4.1.1母材檢查不銹鋼母材的質(zhì)量證明文件（如材質(zhì)單），確認(rèn)化學(xué)成分（如Cr、Ni、Ti、Nb含量）、力學(xué)性能（如抗拉強(qiáng)度、延伸率）符合設(shè)計(jì)要求；母材表面應(yīng)無(wú)油污、銹蝕、氧化皮、裂紋等缺陷，用不銹鋼絲刷或丙酮清理表面，禁止使用碳鋼工具（防止鐵離子污染）。4.1.2焊材焊條（SMAW）：選用與母材化學(xué)成分匹配的不銹鋼焊條（如304母材用E308L-16），檢查焊條藥皮是否完好、無(wú)受潮（受潮焊條需經(jīng)____℃烘焙1-2小時(shí)，保溫待用）；焊絲（GTAW/SAW）：選用與母材匹配的不銹鋼焊絲（如316母材用ER316L），焊絲表面應(yīng)無(wú)油污、銹蝕，直徑偏差符合GB/T____要求；保護(hù)氣體（GTAW）：氬氣純度≥99.99%，含水量≤50ppm（防止焊縫氣孔）。4.2坡口制備坡口形式根據(jù)板厚、焊接方法選擇（見表1），坡口尺寸偏差符合GB/T985要求；坡口加工采用等離子切割、機(jī)械加工（如銑削、車削），禁止用氧乙炔切割（防止?jié)B碳）；坡口邊緣20mm范圍內(nèi)用不銹鋼絲刷清理至金屬光澤，去除氧化皮、油污。表1常用坡口形式及尺寸板厚（mm）焊接方法坡口形式坡口角度（°）間隙（mm）鈍邊（mm）1-3GTAWI型—1-20-14-8GTAW/SMAWV型60-701-21-28-12SMAW/SAWX型60-701-21-24.3裝配與定位裝配采用不銹鋼夾具或定位焊（定位焊焊條/焊絲與正式焊一致）；定位焊間距：____mm，長(zhǎng)度：10-30mm，厚度≤母材厚度的2/3；裝配間隙偏差：±0.5mm，錯(cuò)邊量≤母材厚度的10%（且≤2mm）；奧氏體不銹鋼裝配時(shí)，禁止用碳鋼焊條定位（防止鐵離子污染）。5焊接工藝選擇5.1焊接方法選擇根據(jù)不銹鋼類型、板厚、結(jié)構(gòu)要求選擇焊接方法（見表2）：表2焊接方法選擇指南不銹鋼類型推薦焊接方法適用場(chǎng)景奧氏體不銹鋼（304、316）GTAW（打底）+SMAW（填充/蓋面）薄板、管道、要求成形美觀的結(jié)構(gòu)鐵素體不銹鋼（430）GTAW、SAW中厚板、批量生產(chǎn)馬氏體不銹鋼（410）GTAW（低氫型焊條）要求高強(qiáng)度、耐蝕的結(jié)構(gòu)（如閥門）5.2焊材選擇焊材應(yīng)與母材化學(xué)成分匹配（尤其是Cr、Ni含量），并考慮晶間腐蝕防護(hù)（見表3）：表3常用焊材選用表母材牌號(hào)推薦焊條（SMAW）推薦焊絲（GTAW/SAW）備注304（06Cr19Ni10）E308L-16（A002）ER308L低碳型，防止晶間腐蝕316（06Cr17Ni12Mo2）E316L-16（A022）ER316L含Mo，耐點(diǎn)蝕321（06Cr18Ni11Ti）E____（A132）ER347含Nb，替代Ti，防止晶間腐蝕430（10Cr17）E____（G302）ER430鐵素體不銹鋼專用410（12Cr13）E____（G202）ER410馬氏體不銹鋼專用（低氫型）5.3焊接參數(shù)控制5.3.1熱輸入奧氏體不銹鋼：熱輸入≤15kJ/cm（防止熱影響區(qū)晶粒長(zhǎng)大、晶間腐蝕）；鐵素體不銹鋼：熱輸入≤20kJ/cm（防止脆化）；馬氏體不銹鋼：熱輸入≤12kJ/cm（防止淬硬裂紋）。5.3.2層間溫度奧氏體不銹鋼：層間溫度≤150℃（用紅外測(cè)溫儀測(cè)量）；鐵素體不銹鋼：層間溫度≤100℃；馬氏體不銹鋼：層間溫度≤200℃（需預(yù)熱時(shí)，層間溫度≥預(yù)熱溫度）。5.3.3電流類型GTAW：直流正接（DCEN），鎢極直徑根據(jù)板厚選擇（見表4）；SMAW：直流反接（DCEP）或交流（AC），低氫型焊條必須用直流反接；SAW：直流反接（DCEP）。表4GTAW鎢極直徑與電流范圍鎢極直徑（mm）電流范圍（A）適用板厚（mm）2.4____1-33.2____3-64.0____6-105.3.4保護(hù)氣體流量GTAW：噴嘴氬氣流量8-15L/min，背面保護(hù)氬氣流量10-20L/min（管道焊接時(shí)，背面需通氬氣保護(hù)，防止氧化）；SAW：保護(hù)氣體（氬氣+二氧化碳）流量20-30L/min（或用焊劑保護(hù)）。6焊接操作流程6.1預(yù)熱（按需）馬氏體不銹鋼（如410）：預(yù)熱溫度____℃（用氧乙炔焰或電加熱），預(yù)熱范圍≥坡口兩側(cè)100mm；鐵素體不銹鋼（如430）：板厚＞10mm時(shí)，預(yù)熱溫度____℃；奧氏體不銹鋼：一般不需要預(yù)熱（板厚＞20mm或環(huán)境溫度＜0℃時(shí)，預(yù)熱至____℃）。6.2打底焊（GTAW優(yōu)先）采用斷弧法或連弧法，鎢極尖端與坡口間隙保持1-2mm，電弧長(zhǎng)度≤2mm；背面通氬氣保護(hù)（管道焊接時(shí)，提前5-10秒通氬氣，排盡空氣）；打底焊焊縫厚度：2-3mm，表面應(yīng)平整、無(wú)氣孔、未熔合（用手電筒檢查背面成形）。6.3填充焊填充焊前，用不銹鋼絲刷清理打底焊表面的熔渣、氧化皮；焊條電弧焊（SMAW）：焊條角度與母材成45-60°，運(yùn)條方式采用直線往返法或鋸齒形法，避免焊條擺動(dòng)過(guò)大（防止咬邊）；埋弧焊（SAW）：調(diào)整焊劑層厚度（20-40mm），保證焊縫成形；填充焊焊縫厚度：≤母材厚度的2/3，預(yù)留1-2mm余量給蓋面焊。6.4蓋面焊蓋面焊前，清理填充焊表面的熔渣、飛濺；控制焊接速度，保持焊縫寬度一致（比坡口每邊寬1-2mm）；焊縫余高：≤2mm（奧氏體不銹鋼），≤3mm（鐵素體/馬氏體不銹鋼）；禁止在母材表面引?。ǚ乐闺娀〔羵?。6.5后熱與冷卻馬氏體不銹鋼：焊接后立即進(jìn)行后熱處理（溫度____℃，保溫1-2小時(shí)），消除氫致裂紋；奧氏體不銹鋼：自然冷卻（禁止急冷，如澆水），防止熱應(yīng)力裂紋；鐵素體不銹鋼：緩慢冷卻（用保溫棉覆蓋），防止脆化。7質(zhì)量控制7.1外觀檢查焊縫表面應(yīng)無(wú)裂紋、氣孔、夾渣、未熔合、咬邊等缺陷；焊縫尺寸符合GB/T324要求（見表5）；用焊縫量規(guī)測(cè)量余高、寬度，用游標(biāo)卡尺測(cè)量咬邊深度（≤0.5mm）。表5焊縫外觀尺寸允許偏差項(xiàng)目允許偏差余高（mm）≤2（奧氏體）；≤3（鐵素體/馬氏體）寬度（mm）比坡口每邊寬1-2咬邊深度（mm）≤0.5錯(cuò)邊量（mm）≤母材厚度的10%（且≤2）7.2無(wú)損檢測(cè)射線檢測(cè)（RT）：用于重要結(jié)構(gòu)（如壓力容器），按GB/T3323的Ⅱ級(jí)合格；超聲波檢測(cè)（UT）：用于中厚板結(jié)構(gòu)，按GB/T____的Ⅱ級(jí)合格；滲透檢測(cè)（PT）：用于表面缺陷檢查（如裂紋、氣孔），按JB/T6062的Ⅰ級(jí)合格。7.3力學(xué)性能試驗(yàn)拉伸試驗(yàn)：焊縫抗拉強(qiáng)度≥母材抗拉強(qiáng)度的90%（GB/T2651）；彎曲試驗(yàn)：彎曲角度≥180°（奧氏體不銹鋼），≥90°（鐵素體/馬氏體不銹鋼），無(wú)裂紋（GB/T2653）；沖擊試驗(yàn)：沖擊吸收功≥母材的80%（GB/T2650）。7.4晶間腐蝕試驗(yàn)奧氏體不銹鋼（如304、316）：焊接后需做晶間腐蝕試驗(yàn)（按GB/T4334的方法A或C），試驗(yàn)后無(wú)裂紋、腐蝕坑；試驗(yàn)要求：根據(jù)設(shè)計(jì)文件，一般用于接觸腐蝕介質(zhì)的結(jié)構(gòu)（如化工設(shè)備）。8安全防護(hù)8.1通風(fēng)防護(hù)焊接現(xiàn)場(chǎng)需安裝局部通風(fēng)裝置（如排煙罩），或采用全面通風(fēng)（如風(fēng)扇），排除焊接產(chǎn)生的有害氣體（如鉻氧化物、鎳氧化物）；禁止在封閉空間內(nèi)焊接（如儲(chǔ)罐內(nèi)部），需佩戴自給式呼吸器。8.2個(gè)人防護(hù)面部防護(hù)：戴防紫外線面罩（遮光號(hào)10-12），防止電弧光灼傷眼睛；身體防護(hù)：穿阻燃防護(hù)服（如石棉服）、絕緣手套（如氯丁橡膠手套），防止?fàn)C傷、觸電；呼吸防護(hù)：戴防塵口罩（過(guò)濾效率≥95%），防止吸入焊接煙塵。8.3設(shè)備防護(hù)焊接設(shè)備（如焊機(jī)、氬氣瓶）需接地（接地電阻≤4Ω），防止觸電；氬氣瓶需直立放置，遠(yuǎn)離火源（≥10m），防止爆炸；焊條烘箱、焊劑烘干機(jī)需定期檢查，防止過(guò)熱引發(fā)火災(zāi)。9附錄附錄A常用焊接參數(shù)表（GTAW）板厚（mm）焊絲直徑（mm）電流（A）電壓（V）焊接速度（cm/min）氬氣流量（L/min）21.6____10-128-1010-1242.0____12-1410-1212-1562.4____14-1612-1515-18附錄B焊材烘焙要求焊材類型烘焙溫度（