领域
本申请大体上涉及焊接领域。更具体地，本申请涉及不锈钢的焊接领域
背景
奥氏体不锈钢具有优异的耐腐蚀以及综合力学性能，在医疗器械以及冷藏集装箱行业领域得到了广泛的应用。通常采用氩弧焊工艺进行再加工。在焊接≤2mm厚度的奥氏体不锈钢时，为了保证焊缝具有良好的组织性能，需采用较低的焊接热输入，但是存在焊缝无法熔透的问题。为了保证焊缝的熔透性，需要加大焊接热输入，而又带来焊缝焊穿以及接头组织性能恶化的问题。在焊接>2mm厚度的奥氏体不锈钢时，需要开焊接坡口，并进行填丝焊接，这种工艺条件既增加了生产成本，又降低了生产效率。
概述
一方面，本申请涉及奥氏体不锈钢的焊接方法，其包括：在氩气和氢气的混合气的保护下，在低焊接热输入的条件下，对所述奥氏体不锈钢进行深熔焊接，其中在所述奥氏体不锈钢中，按重量百分比计，s元素的含量约为：0.002％≤s≤0.003％。
详述
在以下的说明中，包括某些具体的细节以对各个公开的实施方案提供全面的理解。然而，相关领域的技术人员会认识到，不采用一个或多个这些具体的细节，而采用其它方法、部件、材料等的情况下仍实现实施方案。
除非本申请中另有要求，在整个说明书和所附的权利要求书中，词语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”应解释为开放式的、含括式的意义，即“包括但不限于”。
在整个说明书中提到的“一实施方案”、“实施方案”、“在另一实施方案中”或“在某些实施方案中”意指在至少一实施方案中包括与该实施方案所述的相关的具体参考要素、结构或特征。因此，在整个说明书中不同位置出现的短语“在一实施方案中”或“在实施方案中”或“在另一实施方案中”或“在某些实施方案中”不必全部指同一实施方案。此外，具体要素、结构或特征可以任何适当的方式在一个或多个实施方案中结合。
定义
在本文中，术语“奥氏体”系指γ-fe中固溶少量碳的无磁性固溶体，其具有面心立方结构。奥氏体塑性较好，强度较低，具有一定韧性，不具有铁磁性。
在本文中，术语“熔深”系指母材熔化部的最深位与母材表面之间的距离。
在本文中，术语“低焊接热输入”系指热输入数值小于等于500j/mm。
在本文中，术语“深熔焊接”系指能够实现熔深较大的焊接方法。
在本文中，术语“氩弧自熔焊”系指在不填焊丝的条件下，采用钨极氩弧焊熔化材料的焊接方法。
在本文中，术语“1cr17mn6ni5n不锈钢”系指按重量百分比计，化学成分包含c:≤0.15，si:≤1.00，mn:5.50-7.50，p:≤0.060，s:≤0.030，ni:3.50-5.50，cr:16.00-18.00，n:≤0.25，余量为fe及其他不可避免的杂质的不锈钢。
在本文中，术语“1cr18mn8ni5n不锈钢”系指按重量百分比计，化学成分包含c:≤0.15，si:≤1.00，mn:7.50-10.0，p:≤0.060，s:≤0.030，ni:4.00-6.00，cr:17.00-19.00，n:≤0.25，余量为fe及其他不可避免的杂质的不锈钢。
在本文中，术语“304不锈钢”系指按重量百分比计，化学成分包含c:≤0.07，si:≤0.75，mn:≤2.00，p:≤0.045，s:≤0.030，cr:17.5-19.5，ni:8.0-10.5，n:≤0.10，余量为fe及其他不可避免的杂质的不锈钢。
在本文中，术语“316不锈钢”系指按重量百分比计，化学成分包含c:≤0.08，si:≤1.00，mn:≤2.00，p:≤0.045，s:≤0.030，cr:16.0-18.0，ni:10.0-14.0，mo:2.00-3.00，余量为fe及其他不可避免的杂质的不锈钢。
在本文中，术语“厚规格材料”系指厚度大于2mm且小于等于6mm的材料。
具体实施方案
一方面，本申请涉及奥氏体不锈钢的焊接方法，其包括：在氩气和氢气的混合气的保护下，在低焊接热输入的条件下，对所述奥氏体不锈钢进行深熔焊接，其中在所述奥氏体不锈钢中，按重量百分比计，s元素的含量约为：0.002％≤s≤0.003％。
在本申请的奥氏体不锈钢的焊接方法中，控制奥氏体不锈钢中s元素的含量能够增加材料的熔深。s元素可以降低焊缝熔融金属表面张力、改善润湿性能并提高熔融金属的流动性。若其含量较低，起不到增加材料熔深的效果。若其含量较高，又会产生大量有害的硫化物夹杂，恶化焊缝的接头性能。因此，在本申请的奥氏体不锈钢的焊接方法中，需要将奥氏体不锈钢中s元素的含量控制约为：0.002％≤s≤0.003％。
在某些实施方案中，能够用于本申请的奥氏体不锈钢的焊接方法的焊接方法的示例性实例包括但不限于氩弧自熔焊和等离子和熔化极氩弧焊共同复合焊接。
在某些实施方案中，低焊接热输入约为200-300j/mm。
在本申请的奥氏体不锈钢的焊接方法中，如果焊接热输入过大，则会造成焊缝位置的加热温度大大高于焊接所需的温度，易造成严重喷溅、针孔和回流夹渣等缺陷，存在焊缝成型差、焊缝表面易出现凹陷、焊缝组织易粗化、接头性能恶化等问题。如果焊接热输入过小，焊缝位置两边缘加热不足，焊合点就达不到合适的焊接温度，仍保持固态组织而焊不上，易形成虚焊、未焊合裂纹等缺陷。因此，在本申请的奥氏体不锈钢的焊接方法中，在某些实施方案中，将低焊接热输入控制约为200-300j/mm。
在某些实施方案中，氩气和氢气的混合气中氢气的含量约为2％-3％。
在本申请的奥氏体不锈钢的焊接方法中，选用适量还原性气体氢气作为保护气体，可以改变电弧形态，增加电弧的稳定性，对焊件的热输入比纯ar高，熔池温度高，流动性好，能够减少气孔率，改善焊缝成形以及力学性能，提高焊接生产效率。若氢气含量小于2％，对增加焊缝熔深的效果不显著，而氢气含量大于3％时，容易产生氢气孔。因此，在本申请的奥氏体不锈钢的焊接方法中，将氩气和氢气的混合气中氢气的含量控制约为2％-3％。
在某些实施方案中，氩气和氢气的混合气的流量约为16l/min-18l/min。
在本申请的奥氏体不锈钢的焊接方法中，作为保护气体的氩气和氢气的混合气，如果其流量太大，则容易造成紊流，把氧气等杂质吹进焊缝中；如果其流量太小，则保护效果不好，空气进入焊缝，造成气孔、合金元素的烧损等。为了同时兼顾焊接效率和焊接效果——既要保证焊缝外观的成型性，同时也要满足组织、性能要求以及生产效率等要求，因此，在本申请的奥氏体不锈钢的焊接方法中，氩气和氢气的混合气的流量约为16l/min-18l/min。
在某些实施方案中，焊接熔深的厚度高达约6mm。
在某些实施方案中，奥氏体不锈钢全厚度熔透。
在某些实施方案中，在不开坡口的条件下进行焊接。
在某些实施方案中，在不填丝的条件下进行焊接。
在某些实施方案中，在不开坡口并且不填丝的条件下进行焊接。
在某些实施方案中，焊缝宽度小于等于约2mm。
在某些实施方案中，焊缝热影响区组织晶粒粗化程度小于等于1级。
在某些实施方案中，能够用于本申请的奥氏体不锈钢的焊接方法的奥氏体不锈钢的示例性实例选自1cr18mn8ni5n不锈钢、1cr18mn8ni5n不锈钢、304不锈钢和316不锈钢。
在某些实施方案中，使用本申请的奥氏体不锈钢的焊接方法能够保证良好焊缝质量。
在某些实施方案中，使用本申请的奥氏体不锈钢的焊接方法能够实现低成本。
在某些实施方案中，使用本申请的奥氏体不锈钢的焊接方法能够实现高效率生产。
在某些实施方案中，使用本申请的奥氏体不锈钢的焊接方法在保证良好焊缝质量、低成本以及高效率生产的情况下，能够提高奥氏体不锈钢材料焊缝的熔透性。
在某些实施方案中，使用本申请的奥氏体不锈钢的焊接方法在不开坡口且不填丝的条件下，能够获得窄而宽度一致的焊缝。
在某些实施方案中，使用本申请的奥氏体不锈钢的焊接方法，能够将焊缝热影响组织晶粒粗化程度控制为小于等于1级。
在某些实施方案中，对于厚规格材料，使用本申请的奥氏体不锈钢的焊接方法可以避免开焊接坡口和填丝，能够降低生产成本，提升生产效率。
在某些实施方案中，本申请的奥氏体不锈钢的焊接方法用于医疗器械以及冷藏集装箱行业领域的材料焊接。
某些实施方案中，本申请的奥氏体不锈钢的焊接方法用于厚度约为大于2mm且小于等于6mm的材料焊接。
下文中，本申请将通过如下实施例进行详细解释以便更好地理解本申请的各个方面及其优点。然而，应当理解，以下的实施例是非限制性的而且仅用于说明本申请的某些实施方案。
实施例
实施例1
本实施例的材料是奥氏体不锈钢316，厚度规格为1.0mm，其中按重量百分比计，s元素的含量为0.0020％。
本实施例包括下述依次的步骤：
i钢板对接
采用无间隙焊接坡口，两钢板对接处表面10mm范围内进行打磨去污处理，直至露出金属色泽。
ii氩弧自熔焊接
采用氩弧自熔焊，不填丝，混合保护气体为ar+h2(2％)，流量为16l/min；焊接热输入控制在220j/mm。
iii焊缝抛光处理
对焊缝表面的氧化色以及焊接浮渣进行抛光处理，表面粗糙度ra为0.45μm。
iv焊缝质量检验判定
为保证焊接接头质量，需对焊缝表面外观质量、热影响区组织晶粒粗化程度及熔深进行检验。
本实施例中，焊缝表面外观平整光滑，焊缝宽度1mm。采用光学显微镜对焊前母材以及焊后热影响区显微组织晶粒度进行观察分析对比，采用的晶粒度评级标准为金属平均晶粒度测定方法gb/t6394-2002，结果显示焊后热影响区组织晶粒度较母材组织晶粒度小0.5级，即焊后热影响区组织晶粒度粗化了，粗化程度为0.5级。焊接熔深1mm，保证了钢板全厚度熔透。
实施例2
本实施例的材料是奥氏体不锈钢304，厚度规格为4.0mm，其中按重量百分比计，s元素的含量为0.0024％。
本实施例包括下述依次的步骤：
i钢板对接
采用无间隙焊接坡口，两钢板对接处表面10mm范围内进行打磨去污处理，直至露出金属色泽。
ii氩弧自熔焊接
采用氩弧自熔焊，不填丝，混合保护气体为ar+h2(2.5％)，流量为17l/min；焊接热输入控制在262j/mm。
iii焊缝抛光处理
对焊缝表面的氧化色以及焊接浮渣进行抛光处理，表面粗糙度ra为0.5μm。
iv焊缝质量检验判定
为保证焊接接头质量，需对焊缝表面外观质量、热影响区组织晶粒粗化程度及熔深进行检验。
在本实施例中，焊缝表面外观平整光滑，焊缝宽度1.5mm。采用光学显微镜对焊前母材以及焊后热影响区显微组织晶粒度进行观察分析对比，采用的晶粒度评级标准为金属平均晶粒度测定方法gb/t6394-2002，结果显示焊后热影响区组织晶粒度较母材组织晶粒度小0.5级，即焊后热影响区组织晶粒度粗化了，粗化程度为0.5级。焊接熔深4.0mm，保证了钢板全厚度熔透。
实施例3
本实施例的材料是奥氏体不锈钢304，厚度规格为6.0mm，其中按重量百分比计，s元素的含量为0.0029％。
本实施例包括下述依次的步骤：
i钢板对接
采用无间隙焊接坡口，两钢板对接处表面10mm范围内进行打磨去污处理，直至露出金属色泽。
ii氩弧自熔焊接
采用氩弧自熔焊，不填丝，混合保护气体为ar+h2(3％)，流量为18l/min；焊接热输入控制在295j/mm。
iii焊缝抛光处理
对焊缝表面的氧化色以及焊接浮渣进行抛光处理，表面粗糙度ra为0.5μm。
iv焊缝质量检验判定
为保证焊接接头质量，需对焊缝表面外观质量、热影响区组织晶粒粗化程度及熔深进行检验。
在本实施例中，焊缝表面外观平整光滑，焊缝宽度2mm。采用光学显微镜对焊前母材以及焊后热影响区显微组织晶粒度进行观察分析对比，采用的晶粒度评级标准为金属平均晶粒度测定方法gb/t6394-2002，结果显示焊后热影响区组织晶粒度较母材组织晶粒度小1级，即焊后热影响区组织晶粒度粗化了，粗化程度为1级。焊接熔深6.0mm，保证了钢板全厚度熔透。
从前述中可以理解，尽管为了示例性说明的目的描述了本发明的具体实施方案，但是在不偏离本发明的精神和范围的条件下，本领域所述技术人员可以作出各种变形或改进。这些变形或修改都应落入本申请所附权利要求的范围。