淺談316L不銹鋼的成份性能及焊接技術

摘 要：316L不銹鋼有較強的耐高蝕性（氧化性酸、有機酸、氣蝕），近年來在化工、石油行業(yè)中廣泛應用，可是在焊接316L不銹鋼時，往往產生晶間腐蝕以及相應的熱裂紋，所以應該制定合理的焊接工藝以保證焊接質量。

關鍵詞：316L；焊接性；焊接技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.044

為保證316L不銹鋼在焊接過程中得到較好的焊縫接頭避免產生晶間腐蝕和熱裂紋。筆者結合近年來對316L不銹鋼的焊接進行扼要的闡述。

1 316L不銹鋼成分及性能

（1）在316不銹鋼的基礎上添加Mo（2～3%），得到優(yōu)秀的耐蝕性和高溫蠕變強度。

316L特點：

1）經過冷軋之后的產品在外光方面具有光澤性；

2）在其中加入一定量的鉬，其可以加強耐腐蝕性，特別在耐點蝕方面性能優(yōu)良；

3）耐高溫性好；

4）具有良好的加工硬化性；

5）當處于固溶狀態(tài)時沒有磁性；

6）和304不銹鋼相比較，其價格比較高。316L材料適于海水用設備、草酸、化學、食品工業(yè)、造紙、染料、肥料生產設備、沿海設施等。

（2）316L不銹鋼的力學性能。屈服強度一般大于等于480N/mm2；抗拉強度延伸比例大于等于40%；硬度HB、HRB、HV分別小于等于187、90、200；密度取7.87；比熱c；電阻率0.71；熔點。

316L對應的國內標準是00Cr17Ni14Mo2，在不僅和316鋼具有等同的特性之外，而且抗晶界腐蝕性能高于316。在其中添加了Mo元素后如下幾個方面可以有效的提高性能，比如：晶間腐蝕、抗氧化性、在焊接的過程中可以有效的降低熱裂傾向性的概率以及耐氯化物腐蝕。

2 316L不銹鋼的焊接

通過對316L奧氏體不銹鋼焊接性進行探究，規(guī)劃了有效的焊接工藝，其中包括如下幾個方面：焊條以及焊絲的選擇、相應的焊接工藝參數(shù)、在焊后進行的處理等，這樣可以有效的提升焊接質量。

2.1 316L不銹鋼焊接性的分析

（1）316L焊接裂紋。一般情況下，316L奧氏體不銹鋼在導熱方面的參數(shù)僅僅為低碳鋼的一半，可是相應的線膨脹系數(shù)卻比較大，由此可以看出在焊接頭位置具有較大的焊接應力。

316L奧氏體不銹鋼在液、固之間的分界較大，再結晶需要較長的時間，，由于奧氏體結晶的枝晶方向性強，因此存在嚴重的雜質偏析現(xiàn)象。

（2）316L奧氏體不銹鋼焊接工藝。在焊接316L奧氏體不銹鋼一般使用如下幾種方法：焊條電弧焊、采用氬弧焊、氣焊、埋弧自動焊等等。316L奧氏體不銹鋼為了使得焊接接頭能夠滿足性能需要，一般需要依據(jù)等“成分”原則選取相應的焊材。與此同時，為了能夠提升焊接頭的抗焊接熱裂紋以及相應的晶間腐蝕能力，往往選用的焊絲為H00Cr19Ni2Mo2。第一，這種焊材含碳量比較低，一般在0.03%左右。由于C是導致鋼材出現(xiàn)晶間腐蝕的主要元素，當含碳量在0.03%以下時，析出的碳比較少，而高于這個范圍時，碳析出的數(shù)量將大大增加。與此同時，碳在導致出現(xiàn)焊接熱裂紋方面比較突出。由此看來應該在此類中選用含碳量比較高的焊材。第二，由于焊條含有Nb元素，其可和碳進行反應形成穩(wěn)定的碳化物，這樣可以有效的避免出現(xiàn)奧氏體晶界貧鉻的現(xiàn)象，從而可以提升抗晶間腐蝕能力。第三，該類焊條鉻含量一般在8.5%左右，鉻元素可以在焊縫中形成相應的鐵素體，主要是由于鉻元素在奧氏體中的擴散速度低于鐵素體，由此可以看出，鉻元素在鐵素體中擴散時可以有效的減少奧氏體晶界的貧鉻現(xiàn)象，從而可以有效的防止出現(xiàn)晶間腐蝕。與此同時，在焊縫中產生的鐵素體以及相應的奧氏體能夠有效的防止出現(xiàn)焊接熱裂紋。假如在焊縫中出現(xiàn)5%左右的鐵素體，那么可以有效的防止奧氏體的晶粒的擴展，這樣將細化晶粒，從而可以均勻分散焊縫雜質。第四，此類焊條屬于堿性低氫型藥皮，其具有較高的抗熱裂性，能夠有效防止出現(xiàn)焊接熱裂紋。

（3）焊接工藝過程。1）焊前準備。在進行焊接的過程中，為了有效的避免碳和雜質進入焊縫，一般需要使用丙酮在焊縫兩側20mm到30mm范圍內擦凈。與此同時，應該使用不銹鋼絲刷刷掉上面的氧化層，并使用丙酮擦凈。

2）焊接工藝。一般焊接工藝需要注意如下幾個方面：第一，由于奧氏體最顯著的特點是對過熱非常敏感，因此需要使用小電流以及快速焊接的方法進行焊接，其相應得焊接電流一般平均低于低碳鋼的20%，這樣可以有效的防止出現(xiàn)晶間腐蝕以及相應的焊接變形等。第二，為了能夠保證電弧燃燒穩(wěn)定，氬弧焊主要使用直流正接，而手工電弧焊使用直流反接法。第三，在使用氬弧焊進行打底時，相應的焊縫厚度應該盡量低，這樣可以和根部形成良好的熔合，在進行收弧時，還應該形成緩坡，比如：手弧焊需要使用短弧焊，在收弧應該慢慢進行，這樣可以填滿弧坑，從而可以防止出現(xiàn)弧坑裂紋。第四，焊后應該進行強制冷卻。

3）焊后處理。進行表面處理時，在不銹鋼焊件的表面出現(xiàn)如下缺陷，比如：刻痕、凹痕、粗糙點等，這樣會加速焊件的腐蝕速度。一般可以把不銹鋼的表面進行拋光處理，這樣可以有效的提升抗腐蝕性。

3 結束語

從上述分析我們可以知道，316L不銹鋼由于它特殊的成份性能有著非常廣泛的用途，就需要我們對其特性進行充分地了解，進而能夠最大的發(fā)現(xiàn)它的優(yōu)勢，應用到更為廣闊的領域。

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作者簡介：馮光彬（1983-），男，福建永安人，大專，工程師，科長，研究方向：焊接。endprint