本文主要介绍不锈钢管304的焊接技巧与注意事项。首先介绍了不锈钢管的基础知识，然后详细阐述了焊接前的准备工作、焊接技巧、焊接后的处理和保养等方面的注意事项。通过本文的介绍，希望读者能够更好地了解不锈钢管304的焊接过程。

一、准备工作

1、清洗表面

在进行不锈钢管304的焊接之前，必须先清洗表面。因为不锈钢管表面可能存在油污、氧化皮、铁锈等杂质，这些杂质会影响焊接质量。通常用酸洗或者机械清洗的方法来清除这些杂质。另外，在焊接之前还需要保证焊接区域周围的空气流通良好，保持干燥无尘。

2、选择合适的电极

不同的电极材质适用于不同的焊接工艺。在进行不锈钢管304的焊接时，需要选择合适的电极类型。一般推荐使用E308、E308L等电极。

3、调节电流和电压

在开始焊接之前，需要根据不同的管径、厚度和材质类型调整电流和电压。电极的电流和电压决定了焊接的稳定性和焊缝的质量。一般情况下，建议采用较低的电流和较高的电压，在焊接时细心观察，调整适当的电弧长度并保持一定的焊接速度。

二、焊接技巧

1、控制焊接速度

不锈钢管304的焊接速度需要控制在适当的范围内。焊接速度太快会导致焊缝过薄，产生气孔；焊接速度太慢会影响工作效率，增加生产成本。因此，在进行不锈钢管的焊接时，需要掌握适当的焊接速度，以达到最佳焊接质量。

2、调整电弧长度

电弧长度的大小对于焊接质量有很大的影响。若电弧长度过长，会导致气孔和裂纹的产生，而电弧长度过短，则会导致熔深不够，焊缝出现不完全的情况。因此，在进行不锈钢管的焊接时，需要根据焊接条件和具体情况来调整电弧长度。

3、焊接方向

焊接方向的选择也很重要。在进行不锈钢管的焊接时，我们可以采用纵向焊、横向焊或者短途焊的方法。每种焊接方式都有其优点和缺点，需要综合考虑，选择最适合的焊接方式。

三、焊接后的处理与保养

1、去除焊渣

焊接完成后，需要及时清除焊渣。因为焊接的过程中，生成的焊渣可能会掉落到焊缝上，对焊缝的性质产生不良影响。清除焊渣可以使用电动磨片或者钢丝刷等工具。

2、防止氧化

不锈钢管304很容易被氧化。焊接完成后，需要及时采取措施，防止氧化的发生?？梢允褂貌恍飧址试硭裙ぞ叨院附哟懈哺牵苊夂阜煊肟掌哟?。

3、定期检测

为了保证焊接的质量和使用寿命，建议定期对焊接处进行检测。特别是在焊接后的早期，需要对焊缝进行检查，以确保焊接区域没有出现裂缝或者其它问题。

四、注意事项

1、不要将不锈钢和碳钢焊接在一起

不锈钢和碳钢的化学性质不同，将它们焊接在一起会导致产生电偶腐蚀。因此，在进行不锈钢管的焊接时，一定不能将它们和碳钢焊接在一起。

2、避免过度加热

不锈钢管304的热导率比较低，焊接时需要控制加热温度，避免过度加热。一旦过度加热，会导致金属晶界处的氧化和析出，进而影响到焊接质量。

3、避免肉眼直视电弧

焊接时产生的电弧具有很强的紫外线辐射，肉眼直接观察会对眼睛产生不良影响。为了?；な恿?，建议使用防辐射眼镜或者面屏。

五、总结

本文主要针对不锈钢管304的焊接技巧与注意事项进行了详细的说明。我们需要在进行不锈钢管的焊接时，认真治学，掌握正确的焊接技能，并遵守操作规程，以确保最终焊接的质量和寿命。

广告语：本文由网站小编抽出时间手写出来的，请大家帮忙转发分享吧。

成果简介：采用交变磁场来提高激光-电弧复合焊焊接316L时的焊接穿透深度。交变磁场对提高激光-电弧复合焊时穿透深度的影响机理进行了揭示。结果表明在不同的磁场密度下的焊接深度是由于弧等离子体的特征、激光诱导的等离子体、液滴的过渡和匙孔的行为等综合作用的结果，在低磁场密度下（分别为 20 m T 和 30 m T）压缩的弧形状会促进激光诱导的等离子体沿着激光束的通道进行移动，导致焊接深度降低。然而，激光诱导的等离子体在较高的磁场密度下（分别为60 m T 和 90 m T）的时候会沿着激光束的通道进行消散。这是复合焊接热源能够增加焊接穿透深度的主要原因。此外，液滴在匙孔后部的过渡而不是在匙孔前部的过渡是更加稳定的匙孔会在较高的磁场密度下获得，这也是激光能量焊接穿透深度深的好处。而且，弧等离子体的带电荷离子的运动行为和激光诱导的等离子体的和液滴过渡的力的状况均在激光-电弧复合焊接中采用磁场进行辅助焊接的时候给予了讨论。

▲图1（a）交变磁场辅助的激光-电弧复合焊接的示意图；（b）外部磁场的布局图

1. 应用背景介绍

在最近，激光-电弧复合焊技术由于综合了激光和弧焊的热源的优势，吸引了广泛的注意，这是因为该技术具有独特的优势，正如文献中所提到的一样，同单纯的激光焊接或电弧焊焊接相比较，激光-电弧复合焊接技术可以实现更好的间隙接通能力、更快的焊接速度和更高的焊接穿透深度，这主要得益于激光-电弧复合焊接的优异的协同效应的结果。然而，也有研究指出，激光束和电弧的耦合是比较复杂的，尤其是在考虑在激光-电弧复合焊接的过程中热源和基体材料的相互作用的时候，是非常复杂的。液滴过渡、弧等离子体的特征和激光诱导的等离子体、溶体的流动和匙孔的行为均在激光-电弧复合焊接的过程中发生。与此同时，这些特征对激光-电弧复合焊的焊接接头产生显著的影响。

▲图2 在交变磁场的条件下激光-电弧复合焊接的监控示意图

焊接的深度，作为焊接质量表征的一个重要的特征参数，经常作为焊接过程中非常受人关注的一个参数。对于激光-电弧复合焊接来说，焊接深度主要受到激光热源的影响，这是因为激光具有非常独特的且强烈的穿透能力。关于单独激光束焊接穿透深度的相关研究已经有很多，其激光诱导的等离子体已经被证实。

研究发现，在激光焊接的时候热源的效率，在CO2激光焊接中碳钢的时候会由于激光诱导的等离子体羽所压缩。同时有研究指出激光诱导的等离体子会屏蔽激发的激光束，且有大约50%的激光束能量会被吸收，此时的前提条件是在高功率二氧化碳激光同材料相互作用的时候等离子体屏蔽效应产生的时候。也有研究指出等离子体羽在近红外光束时的条件下衰减表明激光能量的衰减在激光焊接的过程中大约为3 %–13 %，这一数值是通过探测激光束测量的结果。相似的结果也被其他的研究学者所证实。

此外，有研究指出在激光焊接铝合金的时候的激光诱导的等离子体羽的特征的时候发现，激光束的能量会在激光能量束的通道由于吸收、反射和散射而减弱。其屏蔽效应通过等离子体的一个逆韧致辐射效应所占据?；谝陨涎芯浚思跎偌す饽芰克斐傻牡壤胱犹逵鸬钠帘涡в吞岣吆附邮钡拇┩干疃?，人们采用了各种不同的办法来减少或消除激光焊接过程中等离子体羽的屏蔽效应。包括侧吹辅助气体和应用真空或采用低于大气压的办法进行焊接。然而，这些办法并不适合激光-电弧复合焊工艺来减少激光诱导的等离子体羽的负面效应，这是因为此时还存在弧等离子体。此外，有研究提出，匙孔的不稳定性也是一个影响激光束焊接深度的一个重要因数，这是因为激光能量为了保持匙孔的稳定性会发生损失。同单一激光束焊接相比，熔池的流动也更加复杂，而且匙孔在激光-电弧复合焊接的过程中变得波动更大，这是因为液滴过渡转移的力的影响?；诶┐蠹す?电弧复合焊接的应用范围的目的，非常有必要来寻找一个辅助的办法来提高激光-电弧复合焊接过程中的焊接深度且同时保证焊接质量的可靠性。

▲图3 在不同的磁场密度的条件下进行激光-电弧复合焊接316不锈钢时得到的外观形貌图和横截面图：磁场密度分别为 (a) B = 0 m T; (b) B = 20 m T; (c) B = 30 m T; (d) B = 40 m T; (c) B = 60 m T; (d) B = 90 m T

在过去的几十年内，磁场辅助焊接技术被开发出来并应用于传统的弧焊或激光焊接过程中。磁场对弧行为、液滴过程、激光诱导的等离子体和溶体流动的影响均给予了研究。研究表明外部磁场可以控制弧等离子体的形状和运动，其控制是通过调节磁场的方向和参数来实现的。Bachmann等人应用一个稳态磁场施加到激光焊接过程中，发现施加的外部磁场可以产生Hartmann效应，这一效应会影响到熔池中的溶体的流动的动力学。正如Tse等人所观察到的一样，激光诱导的等离子体可以 通过外部磁场来进行控制，在采用二氧化碳激光进行焊接的时候可以增加7%的焊接深度。Li等人声称匙孔的稳定可以通过在激光穿透焊接时施加的外部磁场来实现。而且，üstünda? 等人研究了振荡磁场对匙孔稳定性的影响。以上提到的研究表明应用外部磁场对弧焊接和激光焊接具有非常显著的影响。然而，对于外部施加的磁场对激光-电弧复合焊接的影响还没有人实施。其中磁场和激光-电弧复合焊接工艺之间的复杂的作用机理需要被证实。

▲图4 在不同磁场密度下的焊接深度和宽度

因此，在本研究中，来自哈尔滨工业大学和合肥工业大学的研究人员，为了探索外部施加的磁场对激光-电弧复合焊接时复合热源的穿透能力的影响，开展了不同交变磁场强度条件下激光-复合焊接的相关影响。复合等离体子的特征，包括 弧等离子体和激光诱导的等离子体在不同磁场密度下的特征进行了监控和对液滴过渡和匙孔的动力学行为通过三明治的测试办法进行了观察。而且，复合热源的穿透机理在不同的交变磁场强度下的情况均进行了详细的研究。

▲图5 当磁场强度分别为：B = 0 m T, B = 20 m T 和 30 m T的条件下在一个周期内金属等离子体羽和弧的形貌

2. 实验方法

实验采用316不锈钢板，其尺寸为150 mm × 100 mm × 6 mm ，采用ER316 L填充焊丝，焊丝直径为1.2mm，作为焊接的填充材料。采用纯Ar作为保护气体。

▲图6 当磁场强度分别为：B = 40 m T, B = 60 m T and B = 90 m T的条件下，在激光-电弧复合焊接时弧的形貌和金属等离子体羽的形貌

采用功率最高为6000 W的光纤激光器，耦合一个弧焊系统以及KuKa焊接机器人作为实验的设备。激光波长、激光焦距和激光束的BPP分别为1.06 μm, 300 mm和6 mm·mrad?；〉缌鞯姆段?0 A到280 A。此外，交变磁场为正弦波形，是通过一个特别设计的磁场系统来实现的，最大的磁场强度为200 mT .

▲图7 通过光谱诊断分析收集到的识别的位置和光谱谱线：(a)识别的位置；(b) 光谱谱线

实验采用平板堆焊的方式进行。图1（a）所示为激光-电弧复合焊接在不同交变磁场作用下进行焊接的实验过程。磁场线圈直接放置在激光束和基体金属之下。激光头、弧枪和磁场线圈均固定，而工件则在驱动下进行运动。如图1（b）所示，一个特殊的磁场系统，包括功率?？?、波形?？樯善?、功率放大器和磁场线圈等。功率?？槭怯美醋魑峁┎ㄐ紊善鞯亩Φ缭矗缌魑蚁叩牟ㄐ未涓β史糯笃?。交变磁场在正弦线波形下将会在放大的电流为正弦波形且通过焊接的磁场线圈的时候产生。经过初步的实验，固定工艺参数如下，激光功率3500 W，焊接电流为80 A，焊接电压为21 V，焊接速度为1.0 m/min、送丝速度为7.5 m/min、激光和弧之间的距离为 3 mm，激光束的离焦量为0 mm，?；て宓牧魉傥?0 L/min。此外，磁场密度通过一个精密的高斯计来精确的计量，其测量位置位于基材的下面和磁场线圈的上面。磁场强度为1 mT到 90 mT，其频率设置为1000 Hz。

▲图8 在激光-电弧复合 焊接时，在交变的磁场强度分别为：(a) B = 0 m T; (b) B = 20 m T; (c) B = 30 m T; (d) B = 40 m T; (e) B = 60 m T; (f) B = 90 m T的时候所得到的电子密度的实时图像

▲图9 在存在和不存在交变磁场的时候，进行激光-电弧复合焊接时弧等离子体和激光诱导的等离子体的离子化的颗粒的运动机理：(a) 在没有交变磁场的时候弧等离子体中离化的粒子；(b) 在存在交变磁场的时候弧等离子体中的离化的颗粒；(c)没有交变磁场的时候激光诱导的等离子体的离化的颗粒；(d) 在较高磁场强度的时候激光诱导的等离子体的离化的颗粒；(e)磁场的消散效应对激光诱导的等离子体的影响

▲图10 在激光-电弧复合焊接时匙孔的动力学行为和液滴的过渡行为，此时的磁场强度分别为：B = 0 m T, B = 20 m T 和 B = 90 m T

▲图11 在存在磁场和不存在磁场的时候力分析对液滴的作用的示意图：（a）无磁?。唬╞）有磁场

▲图12 激光焊接平板的时候对焊接穿透深度的影响：a) 因素 #1: 焊接等离子体; (b) 因素2 #2: 熔滴; (c) 因素 #3: 匙孔的壁.

▲图13 在不同磁场强度和频率的条件下得到的弧的形状

▲图14 在频率固定为30 Hz的前提条件下，改变磁场强度得到的弧的形状（其中，D表示弧的直径，L表示弧的长度）

3. 研究结果

(1)在不同的磁场密度下进行激光-电弧复合焊接的时候其焊接深度是明显不同的。在磁场强度为20 m T的条件下，焊接深度为 (3.14 ± 0.08 mm)、焊接深度同快递的比值为0.503 ± 0.008，比没有磁场施加的时候的数值要小，没有磁场施加的时候，焊接深度为4.08 ± 0.06 mm，焊接深度同宽度的比值为 0.709 ± 0.005，而在磁场强度为 90 mT的时候，焊接深度则为4.35 ± 0.09 mm，焊接深度同宽度的比值为0.70 ± 0.006，显著的大于B=0 mT的时候的结果

(2)弧的等离子体的形状在交变磁场施加的时候会得到抑制，这是因为外部施加的磁场的洛伦兹力的作用的结果，从而导致激光诱导的等离子体在低磁场强度（B = 20 m T and B = 30 m T）的时候在激光束的通道出体积更多。然而，激光诱导的等离子体在强磁场的时候（B = 60 m T and B = 90 m T），激光束的通道方向上，激光诱导的等离子体会消散，导致激光能量的屏蔽效应会减弱。

(3)交变磁场对液滴的过渡转移路径和力的影响是非常显著的。液滴在外部磁场施加的前提下 会在匙孔的后部转移到熔池中，而 不是直接进入匙孔，这样就降低了激光能量的衰减。

(4)匙孔壁的驼背在磁场强度为90 mT的时候降低的非常明显，并且变得更加稳定的匙孔，这是因为在匙孔上液滴的冲击力降低的缘故。这同时有助于激光束在基材上穿透更深的深度。