目前的不鏽鋼壓力容器生產企業，普遍採用的主要焊接方法均為成熟的焊接工藝，如鎢極氬弧焊（GTAW）、焊條電弧焊（SMAW）、葯芯焊絲電弧焊（FCAW）、埋弧自動焊（SAW）等。
對於4～10mm的1Cr18Ni9Ti薄板不鏽鋼，主要採用鎢極氬弧焊（GTAW）、焊條電弧焊（SMAW）和葯芯焊絲電弧焊（FCAW）；而對於4～10mm的304薄板不鏽鋼(相當於我國的0Cr18Ni9)，則主要採用鎢極氬弧焊（GTAW）、焊條電弧焊（SMAW），由於葯芯焊絲電弧焊（FCAW）採用的保護氣體為Ar+CO2，易使焊接接頭產生增碳問題，導致其耐腐蝕性能下降，故對於低碳、超低碳不鏽鋼的焊接，一般情況下不採用藥芯焊絲電弧焊。
本文以板厚8mm的低碳、304不鏽鋼為例，對其常用焊接方法及焊接成本進行分析和對比。
焊接方法分析
鎢極氬弧焊採用的保護氣體為純Ar，焊接時它既不與金屬起化學反應，也不溶解與液態金屬中，故可以避免焊縫中金屬元素的燒損和由此帶來的其它焊接缺陷，同時因其密度較大，在保護時不易漂浮散失，保護效果好。該焊接方法由於熱源和填充焊絲是分別控制的，熱量調節方便，使輸入焊縫的焊接線能量更容易控制，故適合於各種位置的焊接，也容易實現單面焊雙面成型。鎢極氬弧焊的最大缺點是熔深淺、熔敷速度慢、生產效率低，因而其焊接變形也就較大。
焊條電弧焊由於操作靈活、方便，焊接設備簡單、易於移動，設備費用比其它電弧焊方法低，因而得到了廣泛的應用。該焊接方法與熔化極氣體保護焊（GMAW）、埋弧自動焊（SAW）等焊接方法相比，其熔敷速度慢及熔敷係數低，並且每焊接完一條焊道均需要清理熔渣，而坡口內的清渣是比較繁瑣的。
熔化極惰性氣體保護焊（MIG焊），由於採用Ar或在Ar中添加了少量的O2作為保護氣體，因而其電弧穩定，熔滴細小且過渡穩定，飛濺很小。該焊接方法的電流密度高、母材熔深深，因而其焊絲的熔化速度和焊縫的熔敷速度高，焊接生產效率高，尤其適於中等厚度和大厚度結構的焊接。該焊接設備比較複雜，設備成本較高。
表1給出了薄板不鏽鋼常用焊接方法的相關數據。該表中的GTAW焊的熔敷速度為實際測量的數據。
表1 薄板不鏽鋼常用焊接方法數據
焊 接 方 法 TIG SMAW MIG
熱源 最小加熱面積(cm2) 10-3 10-2 10-4
特性 最大功率密度(W/cm2) 1.5×104 104 104～105
熱效率（功率有效係數） 0.77～0.99 0.77～0.87 0.66～0.69
焊接電流（A） 100～130 170～200 200～300
焊接速度 焊材直徑(mm) Φ2.4 Φ4.0 Φ1.2
及效率 熔敷速度(g/min) 7～10 18～22 75～85
熔敷效率(%) 98～100 55～60 96～99
低碳、超低碳薄板不鏽鋼焊接成本對比
對於薄板不鏽鋼壓力容器，由於其特殊性及相關標準的要求，因而對打底焊的焊縫背面的質量要求比較高。
對於打底焊而言，鎢極氬弧焊（GTAW）均優於焊條電弧焊（SMAW）、熔化極惰性氣體保護焊（MIG焊）等焊接方法，這主要是由於熱源和填充焊絲是分別控制的，熱量調節方便；同時，該種焊接方法對焊工的操作技能、接頭的組對質量要求不高。因此，對於單面焊雙面成型的焊接接頭，其打底焊均採用鎢極氬弧焊（GTAW）。對於不鏽鋼的焊接，焊接時必須充背面保護氣（通常為純Ar），以防止焊縫背面的氧化。
1 焊接成本對比
表2給出了板厚8mm、材質304不鏽鋼對接接頭的焊接成本對比。表中的焊材、氣體及工資的價格均是按照目前的價格進行計算的。GTAW焊的Ф2.4mm的焊絲是直條的，長度為36英寸，每根焊絲的剩餘長度約80～100mm；不鏽鋼焊條的剩餘長度約50～80mm。
表2 薄板不鏽鋼常用焊接方法的成本對比
焊 接 方 法 GTAW GTAW+SMAW GTAW+MIG
施 焊 條 件 V型坡口，對接接頭，單面焊雙面成型。
母材厚度為8mm，材質為304；坡口角度70°，鈍邊0mm， 根部間隙2.0mm
焊絲直徑 打底焊 Φ2.4 Φ2.4 Φ2.4
(mm) 填充及蓋面 Φ2.4 ---- Φ1.2
焊條直徑 打底焊 ---- ---- ----
焊 (mm) 填充及蓋面 ---- Φ4.0 ----
接 焊接電流 打底焊 110 110 110
規 (A) 填充及蓋面 130 170 140
范 電弧電壓 打底焊 12 12 12
(V) 填充及蓋面 12 24 24
焊縫厚度 打底焊 2.5 2.5 2.5
(mm) 填充及蓋面 5.5 5.5 5.5
氣體流量(L/min) 20 20 20
需要金屬量 打底焊 74.4 74.4 74.4
(g/m) 填充及蓋面 407.9 407.9 407.9
綜合熔敷效率 打底焊 90 90 90
焊 (%) 填充及蓋面 90 48 98
材 焊材消耗量 焊 絲 535.9 82.7 82.7+416.2=498.9
費 (g/m) 焊 條 ---- 849.8 ----
用 焊材單價 焊 絲 70.0 70.0 70.0
(元/kg) 焊 條 ---- 34.0 ----
焊材費用(元/m) 37.51 5.79+28.89=34.68 34.92
熔敷速度 打底焊 7 7 7
氣 (g/min) 填充及蓋面 10 20 80
體 燃弧時間 打底焊 10.6 10.6 10.6
費 (min/m) 填充及蓋面 40.8 20.4 5.1
用 氣體單價(元/L) 0.003 0.003 0.003/0.012
氣體費用 焊接氣體 3.09 0.64 1.85
(元/m) 背面保護氣體 3.09 1.86 0.95
其它時間 層間冷卻時間 3×20=60 3×20=60 1×20=20
其 (min/m) 清渣時間 3×3=9 1×3+2×10=23 1×3=3
它 總作業時間(min/m) 120.4 114.0 38.7
費 工資單價(元/h) 11.36 11.36 11.36
用 工資費用(元/m) 22.80 21.58 7.33
電力費用(元/m) 0.64 0.92 0.26
焊接成本(元/m) 67.13 59.68 45.31
當然，焊接成本還包括焊接設備的折舊、維修等費用。由於該費用很少，故本文未予考慮。
各種焊接數據的計算公式為：
焊材消耗量=需要金屬量÷綜合熔敷效率
焊材費用=焊材消耗量×焊材單價
燃弧時間=需要金屬量÷熔敷速度
氣體費用=氣體流量×燃弧時間×氣體單價
總作業時間=燃弧時間+其它時間
工資費用=總作業時間×工資單價
電力費用=（焊接電流×電弧電壓×燃弧時間×單價）÷60000
焊接成本=焊材費用+氣體費用+工資費用+電力費用
2 焊接成本分析
以往的資料所進行的焊接成本對比，均是九十年代初的相關數據，它是在不同坡口尺寸條件下進行的，且主要是對碳鋼、中厚板常用的葯芯焊絲電弧焊、實芯焊絲CO2電弧焊、焊條電弧焊等焊接方法進行成本對比與分析。
表2的焊接成本是對於相同的坡口尺寸、薄板不鏽鋼進行對比的。市場經濟條件下的產品隨客戶要求的不同而不同，且對於生產製造企業而言，產品也會隨不同板厚而採取更加經濟的焊接工藝。因此，相同類別的焊接接頭，如果採用不同的坡口尺寸，會給生產帶來許多弊端和不便。
由表2的數據可以看出，對於70°的V型坡口、304材質、8mm板厚的對接次之，GTAW+MIG最低。GTAW+MIG的焊接成本約為GTAW的67%左右，其焊接生產效率為GTAW的3.1倍左右。不僅如此，由於MIG焊的焊接熱輸入少，因而GTAW+MIG的焊接變形比GTAW要小的多，它更有力於產品的質量保證。
結論
通過表2的焊接成本對比，可以得到如下結論：
（1） GTAW+MIG焊的焊接成本低，生產效率高，應加以推廣應用。
（2） 對於薄板不鏽鋼的焊接，提供了焊接方法的選擇依據。
