不锈钢的焊接材料和保护气体大全
不锈钢的气体保护金属极电弧焊GMAW
不锈钢的气体保护金属极电弧焊GMAW1.概述在气体保护金属极电弧焊（当使用惰性屏蔽气体时之为MIG，当使用活性气体时，称之为MAG）工艺中，电弧在消耗品、裸线焊条和工件之间建立。
电弧及堆焊金属由气体屏蔽保护，和大气隔开。
屏蔽气体主要包括惰性气体，氩气或氦气。
少量的活性气体——氧气、二氧化碳、氢气——有助于润湿和电弧工作。
气体保护金属极电弧焊优于气体保护钨极电弧焊和手工电弧焊的地方包括：1）焊接速度快。
2）无焊渣需清理，最大限度地降低了焊后清理工作。
3）自动化容易。
4）电弧上传送元素好。
2.电弧传送方式气体保护金属极电弧焊中的金属传递方式对工艺特性有重大影响，但人们在论述气体保护金属极电弧焊时通常不谈电弧传递方式。
焊接不锈钢时的三种主要方式为喷射弧、短路弧和脉冲弧。
下表对这三种方式的一些参数、使用差异进行了比较。
3.气体保护金属极电弧焊用设备焊接不锈钢所用电源、喂线机和焊矩与焊接普通钢相同。
在喂线管内安装塑料衬有助于减少不锈钢焊丝的阻力。
与气体保护钨极电弧焊和手工电弧焊相比，气体保护金属极电弧焊工艺控制的电焊参数要多，例如，安培数、电压、电流坡度、喂线、脉冲速度和电弧传递方式。
这样，气体保护金属极电弧焊用电源通常比较复杂和昂贵。
有些新型电源，例如，协合脉冲电弧，通过为焊工提供一个控制盘，使其它参数进行自动调节，已使焊接工艺大为简化。
焊接时95％以上时间的焊接电流为DCEP。
该电流产生的熔深比DCEN更深，而且电弧稳定。
DCEN限于要求熔深浅的用途，像堆焊。
4.消耗品气体保护金属极电弧焊最常用的屏蔽气体如上所示。
喷射电弧屏蔽气体通常为氩气再加上1％或2％的氧气。
短路和脉冲电弧焊使用的屏蔽气体种类较多。
北美常用的混合气体为90％的氦，7.5%氩和2.5%CO2,但在欧洲，由于氦气相当贵，所以，广泛使用90％氩，7.5%氦和2.5%CO2。
无论怎样混合，屏蔽气体至少应含97.5％的惰性气体（氩气，氦气或氩氦混合气体），CO2含量不能超过2.5％，否则会降低焊缝质量和耐腐蚀性能。
焊接中的气体
材控102班张金垚41030165焊接中的气体焊接在实际生产中有着很重要的地位，它是指通过物理或化学的方法，实现两部分或者两种材料在原子间距水平上的连接。
而在焊接中，各种作用的气体是不可或缺的。
焊接中气体主要是指气体保护焊（二氧化碳气体保护焊、惰性气体保护焊）中所用的保护性气体和气焊、切割时用的气体，包括二氧化碳（CO2）、氩气（Ar）、氦气（He）、氧气（O2）、可燃气体、混合气体等。
焊接时保护气体既是焊接区域的保护介质，也是产生电弧的气体介质；气焊和切割主要是依靠气体燃烧时产生的热量集中的高温火焰完成，因此气体的特性（如物理特性和化学特性等）不仅影响保护效果，也影响到电弧的引燃及焊接、切割过程的稳定性。
根据各种气体在工作过程中的作用，焊接用气体主要分为保护气体和气焊、切割时所用的气体。
保护气体主要包括二氧化碳（CO2）、氩气（Ar）、氦气（He）、氧气（O2）和氢气（H2）。
国际焊接学会指出，保护气体统一按氧化势进行分类，并确定分类指标的简单计算公式为：分类指标=O2%+1/2CO2%。
在此公式的基础上，根据保护气体的氧化势可将保护气体分成五类。
Ⅰ类为惰性气体或还原性气体，M1类为弱氧化性气体，M2类为中等氧化性气体，M3和C类为强氧化性气体。
根据气体的性质，气焊、切割用气体又可以分为两类，即助燃气体和可燃气体。
可燃气体与氧气混合燃烧时，放出大量的热，形成热量集中的高温火焰（火焰中的最高温度一般可达2000～3000℃），可将金属加热和熔化。
气焊、切割时常用的可燃气体是乙炔，目前推广使用的可燃气体还有丙烷、丙烯、液化石油气（以丙烷为主）、天然气（以甲烷为主）等。
不同焊接或切割过程中气体的作用也有所不同，并且气体的选择还与被焊材料有关，这就需要在不同的场合选用具有某一特定物理或化学性能的气体甚至多种气体的混合。
CO2 在焊接气体中是最常用的气体，CO2 保护焊具有很多的优点，比如成本低、效率高、适用范围广等优点。
焊接用气体
焊接用气体焊接用气体主要是指气体保护焊（二氧化碳气体保护焊、惰性气体保护焊）中所用的保护性气体和气焊、切割时用的气体，包括二氧化碳（CO2）、氩气（Ar）、氦气（He）、氧气（O2）、可燃气体、混合气体等。
焊接时保护气体既是焊接区域的保护介质，也是产生电弧的气体介质；气焊和切割主要是依靠气体燃烧时产生的热量集中的高温火焰完成，因此气体的特性（如物理特性和化学特性等）不仅影响保护效果，也影响到电弧的引燃及焊接、切割过程的稳定性。
1．焊接用气体的分类根据各种气体在工作过程中的作用，焊接用气体主要分为保护气体和气焊、切割时所用的气体。
1.1 保护气体保护气体主要包括二氧化碳（CO2）、氩气（Ar）、氦气（He）、氧气（O2）和氢气（H2）。
国际焊接学会指出，保护气体统一按氧化势进行分类，并确定分类指标的简单计算公式为：分类指标=O2%+1/2CO2%。
在此公式的基础上，根据保护气体的氧化势可将保护气体分成五类。
Ⅰ类为惰性气体或还原性气体，M1类为弱氧化性气体，M2类为中等氧化性气体，M3和C类为强氧化性气体。
保护气体各类型的氧化势指标见表1。
焊接黑色金属时保护气体的分类见表2。
1.2 气焊、切割用气体根据气体的性质，气焊、切割用气体又可以分为两类，即助燃气体（O2）和可燃气体。
可燃气体与氧气混合燃烧时，放出大量的热，形成热量集中的高温火焰（火焰中的最高温度一般可达2000～3000℃），可将金属加热和熔化。
气焊、切割时常用的可燃气体是乙炔，目前推广使用的可燃气体还有丙烷、丙烯、液化石油气（以丙烷为主）、天然气（以甲烷为主）等。
几种常用可燃气体的物理和化学性能见表3。
6.2 焊接用气体的特性不同焊接或切割过程中气体的作用也有所不同，并且气体的选择还与被焊材料有关，这就需要在不同的场合选用具有某一特定物理或化学性能的气体甚至多种气体的混合。
焊接和切割中常用气体的主要性质和用途见表4，不同气体在焊接过程中的特性见表5。
不锈钢种类及焊接方法
不锈钢种类及焊接方法不锈钢是一种耐腐蚀性能优良的合金钢，广泛应用于机械制造、化学工程、建筑装饰和食品加工等领域。
根据成分和微量元素的不同，不锈钢可以分为几个不同的种类。
同时，由于不锈钢的焊接性能与材质成分有关，焊接方法也不尽相同。
下面将详细介绍不锈钢种类及其常用的焊接方法。
一、不锈钢种类1.铁素体不锈钢：含有高达11%的铬和低碳含量的铁素体不锈钢，具有优良的耐腐蚀性，常用于耐酸洗、耐酒精和食品加工等场合。
2.铁素体-奥氏体混合型不锈钢：在铁素体不锈钢中添加合适的镍和钼等元素，使其同时具备铁素体和奥氏体的特性，具有良好的综合性能。
3.奥氏体不锈钢：含有17%以上铬和8%左右镍的奥氏体不锈钢，具有良好的耐腐蚀性和机械性能，被广泛应用于化工、海洋工程等领域。
4.马氏体-奥氏体不锈钢：在奥氏体不锈钢中添加合适的钼和铌等元素，经过热处理可以得到马氏体-奥氏体的组织结构，具有较高的强度和耐腐蚀性能。
5.双相不锈钢：在奥氏体不锈钢中添加适量的铬、镍和钼等元素，通过特定的热处理工艺得到奥氏体和铁素体的混合组织结构，具有良好的耐腐蚀性能和机械性能。
二、焊接方法1.氩弧焊：氩弧焊是最常用的不锈钢焊接方法之一、在焊接过程中使用纯钨电极和氩气保护，防止氧气和氮气进入焊接区域，保证焊缝的质量。
2.熔化极氩弧焊：熔化极氩弧焊是一种高效的不锈钢焊接方法。
在焊接过程中使用铁素体不锈钢丝作为焊条，通过电弧的高温将其熔化，同时使用氩气保护焊缝。
3.水下手弧焊：水下手弧焊是一种适用于水下不锈钢焊接的方法。
焊工通过手动焊接电弧，保证焊接质量。
由于焊接环境特殊，焊接过程中需要使用耐腐蚀特殊电极和输送特殊焊接材料的设备。
4.焊锡、焊银焊接：对于较薄的不锈钢片，可以使用焊锡、焊银进行焊接。
通过熔化和铺涂在焊缝上，并使用熔点较低的焊锡和焊银作为焊料，实现焊接。
总之，不锈钢种类多样，每种不锈钢的焊接方法也不同。
在进行焊接时，应根据材质和焊接要求选择合适的焊接方法，确保焊接质量和结构性能的要求。
不锈钢与铝炉中钎焊保护气体选择的研究
在不锈钢和铝的钎焊过程中，选择合适的保护气体对于保证焊缝质量和性能至关重要。
以下是关于不锈钢与铝炉中钎焊保护气体选择的研究：
不锈钢钎焊保护气体的选择
不锈钢钎焊常用的保护气体有氩气和氩气加氢气，其中氩气加氢气的效果更佳。
氩气加氢气混合气体不仅能够提供良好的保护作用，同时还能够起到去氧化作用，从而防止氧化皮的生成。
在选择保护气体时，需要考虑气体纯度和流量等因素，以确保焊缝质量和性能。
铝钎焊保护气体的选择
铝钎焊常用的保护气体有纯氩气和氩气加氢气，其中纯氩气是最常用的保护气体。
与不锈钢钎焊不同的是，铝钎焊保护气体需要注意纯度和湿度。
铝材表面容易生成氧化皮，在焊接过程中需要保证氩气流量和温度适当，以保证良好的保护作用和焊缝质量。
综上所述，选择合适的保护气体对于不锈钢和铝钎焊的质量和性能具有重要影响。
在选择保护气体时需要考虑材料的特性和焊接工艺的要求，选择合适的气体纯度、流量和湿度等参数，以确保焊接质量和性能。
同时，需要严格遵守安全操作规程，保证人身安全和环境安全。
不同材料焊接保护气体配比标准
不同材料焊接保护气体配比标准
不同材料的焊接保护气体配比标准会因材料种类、厚度、焊接工艺等因素而有所不同。
以下是一些常见材料的焊接保护气体配比标准：
1.不锈钢：通常使用氩气或氩气和氧气的混合气体作为保护气体，配比比例一般为90%氩气和10%氧气。
2.碳钢：通常使用氩气作为保护气体，配比比例一般为100%氩气。
3.铝合金：通常使用氩气、氮气或氩气和氧气的混合气体作为保护气体，配比比例会因材料类型和厚度而有所不同。
4.铜及其合金：通常使用氩气、氮气或氩气和氧气的混合气体作为保护气体，配比比例会因材料类型和厚度而有所不同。
需要注意的是，不同的焊接工艺和设备可能需要不同的保护气体配比标准，因此在实际操作中需要根据具体情况进行调整。
另外，为了保证焊接质量，应选择合适的保护气体和配比比例，并严格按照操作规程进行操作。
不锈钢焊接材料一览表
铁素体指数:45
-
0.050 0.080 0.074 0.040 0.10
0.90 0.35 0.41 0.31 1.0
0.80 0.65 0.66 0.58 0.9
24.70 0.020 0.6
7.90 13.01 13.25 12.29 16.5
3.30 4.55 0.75
N:0.20 Cu:0.75
Nb:0.60 N:0.15 N:0.17 N:1.30
耐晶界腐蚀性及高温强度较JS-308佳,适合焊接AISI 347、321、304L。 适合焊接淬火状态下的低合金钢、中合金钢、异种钢及相应的热强 钢。 适合焊接淬火状态下的低合金钢、中合金钢、异种钢及相应的热强 钢。 耐孔蚀及应力腐蚀佳,最适合焊接含22%Cr的双相不锈钢,如UNS S31803 (2205)
耐龟裂性佳,适合焊接不锈钢与碳钢、高锰钢、厚板及拘束力大工作焊 接。 为完全非磁性奥氏体, 适合焊接不锈钢与碳钢、高锰钢打底焊及难焊接 之处。 焊接作业性及抗裂性佳,适合焊接AISI 304(1Cr18Ni9)。 焊接作业性及抗裂性佳,含碳量低有较佳耐蚀性,适合焊接AISI 304L (0Cr18Ni9)。 焊接作业性及抗裂性佳,适合焊接含碳量较高钢材AISI 304H (1Cr18Ni9)。 低温有较佳的冲击性能,适合焊接液态氮、氢、氦及液化天然气(LNG) 的之装置。 低温有较佳的冲击性能,适合焊接液态氮、氢、氦及液化天然气(LNG) 的之装置。 焊接作业性及抗裂性佳,含碳量低有较佳耐蚀性,适合焊接AISI 304L (0Cr18Ni9)。 抗裂性佳,适合焊接AISI 304(1Cr18Ni9)钢材。 抗裂性及抗氧化性优良,适合焊接同类型不锈钢、异种钢、高铬钢、高 锰钢等。 抗裂性及抗氧化性优良,适合焊接同类型不锈钢、异种钢、高铬钢、高 锰钢等。 抗裂性及抗氧化性优良,适合焊接同类型不锈钢、异种钢、高铬钢、高 锰钢等。 抗裂性、抗氧化性、耐腐蚀性及高温强度较JS-309优良。 抗裂性、抗氧化性、耐腐蚀性及高温强度较JS-309优良。 在900℃~1000℃时有优良的抗氧化性及高温强度。 在900℃~1000℃时有优良的抗氧化性及高温强度。 含碳量高在高温时比JS-310有优良的高温强度及抗氰化盐、高温中性盐 腐蚀。 有优良的高温强度及抗硫酸等非氧化性酸之耐腐蚀、耐热性佳。 焊接作业性及抗裂性极佳,适合异种钢焊接之覆面层。 焊接作业性火花飞溅小,抗裂性极佳,适合异种钢焊接之覆面层。 对于醋酸、亚硫酸、磷酸及盐类耐蚀性佳适合焊接AISI316 (0Cr18Ni12Mo2)。 对于醋酸、亚硫酸、磷酸及盐类耐蚀性佳适合焊接AISI316 (0Cr18Ni12Mo2)。 对于醋酸、亚硫酸、磷酸及盐类耐蚀性佳适合焊接AISI316 (0Cr18Ni12Mo2)。 耐蚀性、耐热性佳,对防止晶界腐蚀及脆化效果优异。 耐蚀性、耐热性佳,对防止晶界腐蚀及脆化效果优异。
不锈钢焊接时防止晶间腐蚀的措施
不锈钢焊接时防止晶间腐蚀的措施概述不锈钢是一种耐腐蚀金属，但在焊接过程中，晶间腐蚀是可能发生的一种失效模式。
晶间腐蚀会降低不锈钢的耐腐蚀性能，甚至导致部件的失效。
为了防止晶间腐蚀的发生，我们需要采取一系列措施，包括选择合适的焊接材料、控制焊接温度、适当的焊接电流和焊接速度，以及进行适当的后处理。
控制焊接材料选择合适的焊接材料是防止晶间腐蚀的关键。
一般来说，耐晶间腐蚀性能好的不锈钢焊丝或焊条应该具备以下特点：1.低碳含量：碳元素是形成晶间腐蚀的主要原因之一。
因此，选择低碳含量的焊接材料可以有效减少晶间腐蚀的风险。
2.合金元素稀土或钛：适量添加稀土元素或钛元素可以有效地抑制晶间腐蚀的发生。
这些元素能够与碳元素结合，阻止晶间腐蚀的形成。
3.低热输入焊接材料：选择低热输入的焊接材料可以减少焊接热量对不锈钢晶粒和晶界的影响，从而降低晶间腐蚀的风险。
控制焊接温度焊接过程中的温度是影响晶间腐蚀的重要因素之一。
过高的焊接温度会导致不锈钢晶界处的铬元素与碳元素结合，形成铬碳化物，进而引发晶间腐蚀。
为了控制焊接温度，我们可以采取以下措施：1.降低焊接电流：降低焊接电流可以有效减少焊接时的热输入，从而降低晶间腐蚀的风险。
2.采用惰性气体保护：在焊接过程中采用惰性气体保护可以降低热输入和氧含量，减少晶间腐蚀的可能性。
3.控制焊接速度：适当控制焊接速度可以有效控制焊接温度。
过快的焊接速度会导致焊接热输入不足，焊缝质量下降，而过慢的焊接速度则会导致过高的焊接温度。
控制焊接电流和焊接速度焊接电流和焊接速度是决定焊接热输入的两个重要参数。
合理的焊接电流和焊接速度可以有效降低晶间腐蚀的发生。
以下是一些建议控制焊接电流和焊接速度的措施：1.增加焊接电流：适时增加焊接电流可以提高焊接速度，缩短焊接时间，减少热输入，从而降低晶间腐蚀的风险。
2.降低焊接速度：降低焊接速度可以增加焊接时间，使热输入均匀分布，减少晶间腐蚀的可能性。
3.定期检查焊接电流和焊接速度：在焊接过程中，需要定期检查焊接电流和焊接速度是否符合要求，及时调整以确保焊接质量。
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不锈钢的焊接材料和保护气体大全
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目前已通过了ISO9001:2008 质量管理体系认证、EN15085轨道应用―轨道车辆和车辆部件的焊接体系认证，IRIS（02版）国际铁路行业标准体系认证，根据多年的行业经验，现在和大家分享各类不锈钢的焊接材料和保护气体。
焊接材料
MIG不锈钢焊丝较高的Si含量，可使电弧燃烧稳定，熔池流动性好，但表面张力大，从而可减少气孔和飞溅的产生。
埋弧焊只能使用Si含量低的焊丝，以防产生热裂纹。
不锈钢实芯焊丝按焊接方法可分为气体保护焊用焊丝和埋弧焊用焊丝（化学成分与母材大致相同，仅铬、镍含量较母材略高，含碳量较母材略低）。
不锈钢药芯焊丝是薄带钢在卷成圆形或异形管的同时，往里填充一定成分的药粉，经拉制而成的一种焊丝，其具有药皮焊条的配方可调性和CO2焊丝连续焊接的优点。
药芯焊丝按保护气体可分为CO2气体保护、混合气体保护和无保护三种；按有无造渣功能分为“药粉造渣型”和“金属造渣型”两种；按造渣性质分为“钛型（酸性）”、“钛钙型”（中性）和“钙型”（酸性）三种。
此外，一些药芯焊丝仅作为输送合金成分的载体，而无工艺性能方面的要求，配以专门的焊剂或保护气体进行焊接或堆焊（埋弧焊或钨极氩弧焊）。
焊接用钨极的要求：
a．钨极的最大许用电流值要高。
若焊接电流超过许用电流，易使钨极末端熔化而落入熔池，这样会改变焊缝金属的化学成分或产生夹钨缺陷；若钨极末端形成熔球，则位于熔球表面的电弧斑点易收外界因素的干扰而游动，使电弧飘荡不稳，并降低保护气体的保护效果。
钨极的最大许用电流同钨极的化学成分与直径、电流种类与电源极性、钨极伸出导电嘴的长度、外伸长度上产生的电阻热和钨极受冷却的条件。
b．钨极的损耗。
钨极损耗对自动焊过程的稳定性和焊缝成型质量有明显影响。
损耗分为正常损耗与异常损耗。
正常损耗是钨极因热蒸发和缓慢氧化等累计
的损耗，与钨极的化学成分、采用的电流种类及电源极性等有关。
因氩弧中的阳极温度和发热量比阴极高，故采用直电流反极性使钨极损耗比交电流时高，而用交电流时的钨极损耗又大于直流正极性接法。
异常损耗发生在多次短路引弧或钨极末端与填充焊丝及熔池接触时，钨极末端被熔化金属所玷污，使熔化温度降低所导致的损耗。
c．引弧及稳弧性能。
由钨极的逸出功大小来决定。
逸出功低，则发射电子的能力就强，引弧和稳弧性能就好。
在钨极中加入一些可降低逸出功的元素（钍、铈、镐等）或其氧化物，即能改善电极的使用性能。
钨极中焊THO，可降低逸出功，故能大大提高阴极发射电子的能力，改善引弧和稳弧性能；可降低对焊机的空载电压值的要求，即引弧电压低；减少阴极发热量，降低电极的损耗，且可增大焊接的许用电流值；但钍具有微量的放射性。
铈钨极在直流小电流焊接时，较钍钨极更易引燃电弧且能减少电极的损耗，放射性剂量也很低。
钨极的磨削。
钨极端部的形状、光洁度及尺寸对焊接许用电流大小、电弧的稳定性和焊缝成型等有直接影响。
若钨极表面粗糙、不同心和尺寸不合适，则产生的电流既不集中又不稳定。
焊接用保护气体
1.氩气（Ar）。
密度比空气大，热导率和比热容比空气小，具有很好的稳弧特性。
用Ar保护进行熔化极焊接时，焊丝金属很容易呈稳定的轴向射流过渡，飞溅极小。
作焊接用保护气体的纯度应达到99.9～99.999％。
因其是分馏液态空气的副产品，故其中的有害杂质是氧、氮及水蒸气。
2.氦气（He）。
氦的电离能较高，故焊接时引弧较困难，电弧引燃特性差，氦弧的电弧电压高，使电弧具有较大的电功率，电弧温度高，传递给焊接的热量较大。
因密度较空气小，故流量要大。
价格昂贵。
3.氢气（H2）。
密度小，热导率大，分解时可吸收大量的分解热，故对电弧有较强的冷却作用。
氩气中加入适量的氢，可增大母材金属的输入热，提高电弧电压及电弧温度，从而提高热功率，增加熔透性且提高焊接速度和生产效率。
氢在弧柱中会吸热分解成氢原子，产生两种相反的作用：氢原子流到较冷的焊件表面上时，会复合成氢分子而释放出化学能，对焊件起补充加热作用；氢原子在高
温时能溶解于液体金属中，其溶解度随温度降低而减少，故液体金属冷却时析出的氢若来不及外逸，则易在焊缝金属中出现气孔、白点等缺陷。
4.CO2（二氧化碳）。
CO2气体纯度要求≥99.5％，含水量≤0.05％。
液态CO2可溶解0.05％的水，多余的水则沉于瓶底。
这些水在焊接过程中随CO2一起挥发并混入CO2中，成为主要的有害杂质。
故需采取措施：倒置新灌气瓶，开启阀门将沉积在底部的水排出（一般排放2～3次，每次间隔约30min），放水结束后仍将气瓶倒正；因上部的气体含有较多的水分和空气，故使用前先放气2～3min；气路中设置采用硅胶或脱水硫酸铜的干燥器，进一步减少CO2中的水分；当瓶中气压降低到0.1Mpa时不再使用，此时液态CO2已挥发完，气体压力随气体消耗而降低，水分分压相对增大，使焊缝金属产生气孔。
5.混合气体。
混合气体可细化熔滴、减少飞溅、提高电弧稳定性、改善熔深及提高电弧温度。
a.Ar+He。
He的加入量视板厚而定，板越厚加入的He应越多。
该种混合气体可改善熔深及焊缝金属的润湿性。
可用于焊接铁素体不锈钢。
b.Ar+H2。
可用来焊接奥氏体不锈钢、镍及其合金，可抑制和消除镍焊缝金属中的CO气孔。
H2含量须小于6％，焊接双相不锈钢时，H2含量可达10％。