薄板不锈钢焊接成本的分析与对比 目前的不锈钢压力容器生产企业，普遍采用的主要焊接方法均为成熟的焊接工艺，如钨极氩 弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW）、药芯焊丝电弧焊（FCAW）、埋弧自动焊（SAW）等 对于4〜10mm的1Cr18Ni9Ti薄板不锈钢,主要采用钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW） 和药芯焊丝电弧焊（FCAW）；而对于4〜10mm的304薄板不锈钢（相当于我国的0Cr18Ni9）, 则主要采用钨极氩弧焊（GTAW）、焊条电弧焊（SMAW）,由于药芯焊丝电弧焊（FCAW）采 用的保护气体为Ar+C02,易使焊接接头产生增碳问题，导致其耐腐蚀性能下降，故对于低 碳、超低碳不锈钢的焊接，一般情况下不采用药芯焊丝电弧焊本文以板厚8mm的低碳、304不锈钢为例，对其常用焊接方法及焊接成本进行分析和对 比焊接方法分析钨极氩弧焊采用的保护气体为纯Ar,焊接时它既不与金属起化学反应，也不溶解与液态 金属中，故可以避免焊缝中金属元素的烧损和由此带来的其它焊接缺陷，同时因其密度较大， 在保护时不易漂浮散失，保护效果好该焊接方法由于热源和填充焊丝是分别控制的，热量 调节方便，使输入焊缝的焊接线能量更容易控制，故适合于各种位置的焊接，也容易实现单 面焊双面成型。
钨极氩弧焊的最大缺点是熔深浅、熔敷速度慢、生产效率低，因而其焊接变 形也就较大焊条电弧焊由于操作灵活、方便，焊接设备简单、易于移动，设备费用比其它电弧焊方 法低，因而得到了广泛的应用该焊接方法与熔化极气体保护焊（GMAW）、埋弧自动焊（SAW） 等焊接方法相比,其熔敷速度慢及熔敷系数低,并且每焊接完一条焊道均需要清理熔渣,而 坡口内的清渣是比较繁琐的熔化极惰性气体保护焊（MIG焊），由于采用Ar或在Ar中添加了少量的O2作为保护气 体，因而其电弧稳定，熔滴细小且过渡稳定，飞溅很小该焊接方法的电流密度高、母材熔 深深，因而其焊丝的熔化速度和焊缝的熔敷速度高，焊接生产效率高，尤其适于中等厚度和 大厚度结构的焊接该焊接设备比较复杂，设备成本较高表1给出了薄板不锈钢常用焊接方法的相关数据该表中的GTAW焊的熔敷速度为实际 测量的数据表 1 薄板不锈钢常用焊接方法数据焊 接 方 法 TIGSMAW MIG热源最小加热面积（cm2）10-310-210-4特性最大功率密度（W/cm2）1.5X104104104〜105热效率（功率有效系数）0.77〜0.990.77〜0.870.66〜0.69焊接电流（A） 100〜130170〜200200〜300焊接速度焊材直径（mm）0 2.40 4.001.2及效率熔敷速度（g/min）7〜1018〜2275〜85熔敷效率（%） 98〜10055〜6096〜99低碳、超低碳薄板不锈钢焊接成本对比对于薄板不锈钢压力容器，由于其特殊性及相关标准的要求，因而对打底焊的焊缝背面 的质量要求比较高。
对于打底焊而言，钨极氩弧焊(GTAW)均优于焊条电弧焊(SMAW)、熔化极惰性气体 保护焊(MIG焊)等焊接方法，这主要是由于热源和填充焊丝是分别控制的，热量调节方便； 同时，该种焊接方法对焊工的操作技能、接头的组对质量要求不高因此，对于单面焊双面 成型的焊接接头，其打底焊均采用钨极氩弧焊(GTAW)对于不锈钢的焊接，焊接时必须充 背面保护气(通常为纯Ar)，以防止焊缝背面的氧化1 焊接成本对比表2给出了板厚8mm、材质304不锈钢对接接头的焊接成本对比表中的焊材、气体及 工资的价格均是按照目前的价格进行计算的GTAW焊的①2.4mm的焊丝是直条的，长度为 36英寸，每根焊丝的剩余长度约80〜100mm；不锈钢焊条的剩余长度约50〜80mm表 2 薄板不锈钢常用焊接方法的成本对比焊 接 方 法 GTAW GTAW+SMAW GTAW+MIG施焊条件 V 型坡口，对接接头，单面焊双面成型母材厚度为8mm，材质为304；坡口角度70°，钝边0mm，根部间隙2.0mm焊丝直径 打底焊0 2.40 2.402.4(mm) 填充及盖面0 2.4 01.2焊条直径 打底焊 焊(mm) 填充及盖面 0 4.0 接焊接电流 打底焊110110110规(A) 填充及盖面130170140范电弧电压 打底焊121212(V) 填充及盖面122424焊缝厚度 打底焊2.52.52.5(mm) 填充及盖面5.55.55.5气体流量(L/min)202020需要金属量 打底焊74.474.474.4(g/m) 填充及盖面407.9407.9407.9综合熔敷效率打底焊909090焊(%) 填充及盖面904898材焊材消耗量 焊丝535.982.782.7+416.2=498.9费(g/m) 焊条 849.8 用焊材单价 焊丝70.070.070.0(元/kg) 焊条 -34.0 焊材费用(元/m)37.515.79+28.89=34.68 34.92熔敷速度 打底焊777气(g/min) 填充及盖面102080体燃弧时间打底焊10.610.610.6费(min/m)填充及盖面40.820.45.1用气体单价（元/L）0.0030.0030.003/0.012气体费用焊接气体3.090.641.85(元/m)背面保护气体3.091.860.95其它时间层间冷却时间3X 20=603X 20=60 1X 20=20其(min/m)清渣时间3X3=91X3+2X10=23 1X3=3它总作业时间（min/m）120.4114.038.7费工资单价（元/h）11.3611.3611.36用工资费用（元/m）22.8021.587.33电力费用 （ 元 /m）0.640.920.26焊接成本（兀/m）67.1359.6845.31当然，焊接成本还包括焊接设备的折旧、维修等费用。
由于该费用很少，故本文未予考 虑各种焊接数据的计算公式为：焊材消耗量=需要金属量三综合熔敷效率焊材费用=焊材消耗量X焊材单价燃弧时间=需要金属量三熔敷速度气体费用=气体流量X燃弧时间X气体单价总作业时间=燃弧时间+其它时间工资费用=总作业时间X工资单价电力费用=（焊接电流X电弧电压X燃弧时间X单价）^60000 焊接成本=焊材费用+气体费用+工资费用+电力费用2 焊接成本分析以往的资料所进行的焊接成本对比，均是九十年代初的相关数据，它是在不同坡口尺寸 条件下进行的，且主要是对碳钢、中厚板常用的药芯焊丝电弧焊、实芯焊丝 CO2 电弧焊、 焊条电弧焊等焊接方法进行成本对比与分析表 2 的焊接成本是对于相同的坡口尺寸、薄板不锈钢进行对比的市场经济条件下的产 品随客户要求的不同而不同，且对于生产制造企业而言，产品也会随不同板厚而采取更加经 济的焊接工艺因此，相同类别的焊接接头，如果采用不同的坡口尺寸，会给生产带来许多 弊端和不便由表2的数据可以看出，对于70°的V型坡口、304材质、8mm板厚的对接次之， GTAW+MIG最低GTAW+MIG的焊接成本约为GTAW的67%左右，其焊接生产效率为GTAW 的3.1倍左右。
不仅如此，由于MIG焊的焊接热输入少，因而GTAW+MIG的焊接变形比GTAW 要小的多，它更有力于产品的质量保证结论通过表2 的焊接成本对比，可以得到如下结论：（1） GTAW+MIG 焊的焊接成本低，生产效率高，应加以推广应用（2）对于薄板不锈钢的焊接，提供了焊接方法的选择依据。