不銹鋼焊管的焊接方法前面已介紹，為了提高不銹鋼焊管的生產(chǎn)效率及焊縫質(zhì)量的穩(wěn)定性，應(yīng)根據(jù)不銹鋼焊管的材質(zhì)及壁厚合理地選用焊接方法。

一、不銹鋼焊管焊接方法的選擇

  不銹鋼焊管焊接方法選擇應(yīng)根據(jù)被焊接不銹鋼鋼管的材質(zhì)和壁厚來選擇。因?yàn)椴煌暮附臃椒ǎ哂胁煌碾娀岷碗娀×?，不同的焊接方法具有不同的特性。如，鎢極氬弧焊的特點(diǎn)是電流密度較小，電弧燃燒穩(wěn)定，焊縫成型好，特別適于薄板焊接，而厚板焊接就不是首選；等離子弧的特點(diǎn)是弧柱溫度高，能量密度大，等離子弧的挺直度好，其剛性和柔性具有較寬的調(diào)節(jié)范圍，而且工作穩(wěn)定，但操作起來較復(fù)雜；埋弧焊則具有熔深能力和焊絲熔敷效率高的特點(diǎn)，因而焊接速度可以大大提高，焊接成本較低，但勞動(dòng)條件及環(huán)境相對(duì)較差。由此可見，不同的焊接方法具有不同的能力和不同的運(yùn)行成本，根據(jù)焊管的材質(zhì)和壁厚，合理選擇焊接方法是保證焊接質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低成本的一項(xiàng)非常重要的工作。

  此外，就是同一種焊接方法，焊接電流的種類及大小、電弧電壓、焊接速度、使用的焊接材料等，都對(duì)電弧熱和電弧力有較大影響。所以，不同的焊接方法，只能適應(yīng)于不同材料、不同厚度的焊接；如直流鎢極氬弧焊只適宜焊接薄壁管，交流氬弧焊只能焊接鋁合金薄壁管等。圖5-23顯示了不同焊接方法，適應(yīng)于不同厚度的不銹鋼焊接的焊接速度的范圍。

不銹鋼焊管焊接方法的選擇和工藝參數(shù)的確定，應(yīng)依據(jù)材質(zhì)和壁厚綜合考慮，并要努力達(dá)到下述各項(xiàng)的要求：

  1. 確保焊接質(zhì)量達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求；

  2. 焊接過程要穩(wěn)定可靠（故障和焊接缺陷少）；

  3. 焊接速度要快，即生產(chǎn)效率要高；

  4.焊接成本及消耗是最低的。

上述各條要相互協(xié)調(diào)配合，不可片面強(qiáng)調(diào)某一條，而忽略其他方面，否則將不會(huì)達(dá)到預(yù)期效果。

 從圖5-23可以看出，鎢極氬?。═IG)填絲焊，可焊接不銹鋼的厚度在0.2mm~4.5mm之間，速度在10cm/min~100cm/min之間。鎢極氬弧焊（TIG),可焊接不銹鋼的厚度在0.2mm~5.5mm之間，速度在10cm/min~150cm/min之間。

 熔化極氬弧焊（MIG),可焊接不銹鋼的厚度在2.0mm~6.5mm之間，速度在35cm/min~110cm/min之間。

 等離子弧焊（PAW),可焊接不銹鋼的厚度在2.0mm~8.0mm之間，速度在10cm/min~90cm/min之間。

 因?yàn)楦鞣N焊接方法都有它的最大輸出能量極限，所以，它的可悍厚度也是有限的。因此可根據(jù)厚度及生產(chǎn)實(shí)際靈活選擇，如多種焊接方法的組合焊接等。

厚度在0.5mm~4.0mm之間，可采用TIG焊（僅適用于帶鋼連續(xù)成型焊接機(jī)組）；厚度≥2mm還可采用PAW焊（適用于帶鋼連續(xù)成型焊接機(jī)組和非連續(xù)焊接機(jī)組）；

厚度在1.5mm~4.0mm之間，也可采用多陰極TIG焊（適用于帶鋼連續(xù)成型焊接機(jī)組）；

厚度在4.0mm~8mm之間，可采用PAW焊一次焊成（適用于帶鋼連續(xù)成型焊接機(jī)組和非連續(xù)焊接機(jī)組）；

厚度≥8.0mm,可采用PAW焊打底加其他焊接方法蓋面的方式，如TIG焊蓋面、SAW焊蓋面、藥芯焊絲焊蓋面等方式（適用于非連續(xù)焊接機(jī)組）。

 焊接方法及其焊接電流與焊管壁厚的關(guān)系見圖5-24。

 另外，將激光焊用于不銹鋼焊管也是不銹鋼焊管的一個(gè)發(fā)展方向。

二、焊接工藝參數(shù)的選定

 焊接工藝參數(shù)的確定是在焊接方法確定之后的又一項(xiàng)非常重要的工作。不同的焊接方法有其不同的工藝參數(shù)。

 影響熔池（焊縫）尺寸的因素很多，關(guān)系也較復(fù)雜，但還是可以通過實(shí)踐來找出各種因素與焊縫尺寸的關(guān)系。有了電子計(jì)算機(jī)后，也可根據(jù)焊接條件算出焊縫和熱影響區(qū)的尺寸，甚至它們的金相組織和械性能等，但這也是在大量實(shí)踐積累的基礎(chǔ)上，歸納出相關(guān)的數(shù)學(xué)關(guān)系式后方可進(jìn)行的。

 現(xiàn)以埋弧焊工藝為例，說明焊接時(shí)各種因素對(duì)焊縫尺寸影響的實(shí)際規(guī)律。

1. 電流、電壓、焊速等的影響

 焊接電流、電弧電壓和焊接速度是電弧焊焊接工藝的主要參數(shù)，是決定焊縫尺寸的主要能量參數(shù)。

  a. 焊接電流實(shí)

  當(dāng)焊接電流增大時(shí)（其他條件不變），焊縫的熔深和余高均增大，熔寬沒多大變化（或略為增大）。這是因?yàn)椋?/span>

  ①. 電流增大后，工件上的電弧力和熱輸入均增大，熱源位置相應(yīng)下移，熔深增大。熔深與焊接電流近似于正比關(guān)系。比例系數(shù)（熔深系數(shù)）與電弧焊的方法、電極（焊絲）直徑、焊接速度、電流大小等有關(guān)，見表 5-6 。

  ②. 電流增大后，焊絲熔化量近似于成比例地增加，由于熔寬幾乎不變，所以余高也增大。

  ③. 電流增大后，弧柱直徑增大，但是電弧潛入工件的深度增大，電弧斑點(diǎn)移動(dòng)范圍受到限制，因而熔寬幾乎不變。焊縫成型系數(shù)則由于熔深增大而減小。熔合比亦有所增大。熔化極氬弧焊電流密度高時(shí)，會(huì)出現(xiàn)指狀熔深，尤其焊鋁時(shí)較明顯。

 b. 電弧電壓

電弧電壓增大后，電弧功率加大，輸入工件熱的有所增大，同時(shí)弧長拉長，電弧在工件上籠罩的半徑增大，熱量被擴(kuò)散，因此熔深略有減小而熔寬增大。余高略有減小，這是因?yàn)槿蹖捲龃螅附z熔化量卻稍有減小所致。母材的熔合比則有所增大。

各種電弧焊方法，由于焊接材料及電弧介質(zhì)的組成不同，它們的電弧電壓及電弧特性不同，焊接電源的外特性也不相同，因此，電弧電壓的選用范圍也不一樣。為了得到合適的焊縫成型，通常在增大電流時(shí)，也要適當(dāng)?shù)靥岣唠娀‰妷海部梢哉f電弧電壓要根據(jù)焊接電流來確定。

 c. 焊接速度

焊速提高時(shí)線能量減小，熔寬和熔深都減小，余高也減小，因?yàn)閱挝婚L度焊縫上的焊絲金屬的熔敷量與焊速成反比，而熔寬則近似于與速度的平方根成反比。熔合比近似于不變。

焊接速度的高低是焊接生產(chǎn)率高低的重要指標(biāo)之一。從提高焊接生產(chǎn)率考慮，措施之一是提高焊速。要保證給定的焊縫尺寸，則在提高焊速時(shí)要相應(yīng)地提高焊接電流和電弧電壓，這3個(gè)量是相互聯(lián)系的。

 大功率電弧高速焊時(shí)，強(qiáng)大的電弧力把熔池金屬猛烈地排到尾部，并在那里迅速凝固，熔池金屬?zèng)]有均勻分布在整個(gè)焊縫寬度上，形成咬邊，這種現(xiàn)象限制了焊速的提高。采用雙陰極氬弧焊、多陰極氬弧焊和多槍等離子弧焊可進(jìn)一步提高焊速，并可防止上述現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2. 焊接電流的種類和極性以及電極尺寸等的影響

電弧焊的焊接電流種類、極性和熔化極的熔滴過渡形式都會(huì)影響到工件上熱量輸入的大小，也影響到熔滴過渡的情況以及熔池表面氧化膜的去除等。如交、直流鎢極氬弧焊在工件上熱量輸人的大小就不相同，直流正極性的熔深最大，直流負(fù)極性的熔深最小，交流介于兩者之間；熔化極氬弧焊，目前主要采用直流負(fù)極性進(jìn)行焊接，熔深大，而直流正極性和交流焊接時(shí)，效果都不理想。鎢極氬弧焊和等離子弧焊在相同的焊接電流下，電弧能量密度是不相同的；就是熔化極氬弧焊，焊接電流大小的不同，熔滴過渡形式（噴射過渡、短路過渡）也不相同。

3. 焊管材質(zhì)和壁厚的影響

 材料的熱物理性能對(duì)焊縫成型的影響是，材料的比熱容越大，則單位體積金屬升溫和熔化需要的熱量越多，因比，熔深和熔寬都小；材料的熱導(dǎo)率大，則熔深、熔寬小，而余高較大；材料的密度大，則熔池金屬的排出、流動(dòng)困難，熔深減小。如銅、鋁、鈦和鋼等的焊接就會(huì)遇到上述情況。

 材料的厚度無疑會(huì)影響到材料內(nèi)部的熱傳導(dǎo)，壁厚越厚，則散失的熱量越多，熔深和熔寬都小。但當(dāng)熔深超出壁厚的0.6倍時(shí)，焊縫根部出現(xiàn)熱飽和現(xiàn)象反而會(huì)使熔深增大。