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接过程中的弹塑性应力应变大，，却很少出现冷裂纹；由于不会发生淬火硬化，有很强的加工硬化。所以,即使受焊缝热影响而软化的区域，其抗拉强度不低。焊接接头强度不是主要考虑的焊接性问题。
由于其焊接热膨胀冷缩特别大和其用于耐腐蚀场所，其焊接性主要考虑一下问题：
1）热裂纹 单相奥氏体组织的奥氏体不锈钢焊接接头易发生焊接热裂纹，主要由于：①焊缝金属凝固期间存在较大的拉应力；②母材及焊缝的合金组成比较复杂；③方向性强的焊缝柱状晶组织，有利于有害杂质的偏析及晶间液态夹层的形成。焊接接头的热裂纹中最常见的是结晶(凝固)裂纹、热影响区(液化)裂纹和高温低塑性裂纹；
2）σ相导致的脆化 为了提高焊缝抗热裂性，焊缝中会含有铁素体组织，在高温长期服役会发生σ相脆化；
3）焊接变形与收缩 由于奥氏体不锈钢线膨胀系数，低的热导率，焊接过程会产生较大的变形和焊后收缩；
4）焊接接头的晶间腐蚀 奥氏体不锈钢接头在腐蚀介质中工作一段时间内可能局部发生晶间腐蚀。
四、氨合成塔焊接方法的选择
（一）、焊接方法的选择
氨合成塔外壳的焊接属于不锈钢厚板焊接，常用进行不锈钢厚板焊接的焊接工艺有手工电弧焊，埋弧焊，射流过渡和脉冲弧的二氧化碳气体保护金属极电弧焊，电渣焊等。
焊缝比较长，并且板比较厚，采用手工电弧焊，生产效率会很低。所以不能单独采用手工电弧焊。二氧化碳气体保护金属极电弧焊会产生飞溅，造成不锈钢表面破坏，会降低其耐腐蚀性，所以不用采用。电渣焊的电流很大，输入的热量大，接头在高温下停留时间长、焊缝附近容易过热，焊缝金属呈粗大结晶的铸态组织，冲击韧性低，不锈钢焊接宜采用较小的焊接电流以防止热裂纹的产生。埋弧焊生产效率高，焊接质量好，焊接热输入不是很大。综合考虑埋弧焊是较为理想的焊接方法。埋弧焊对于氨合成塔环焊缝内部焊接不方便，选择用手电弧焊焊接该部位。定位焊需要用到手工电弧。
（二）、使用埋弧焊和手电弧焊的优点
1、埋弧焊
埋弧焊是当今生产效率较高的机械化焊接方法之一，优点：
1）生产效率高，这是因为，一方面焊丝导电长度缩短，电流和电流密度提高，因此电弧的溶深和焊丝溶敷效率都大大提高；另一方面由于焊剂和溶渣的隔热作用，电弧上基本没有热的辐射散失,飞溅也少，虽然用于熔化焊剂的热量损
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耗有所增大，但总的热效率仍然大大增加；
2）焊缝质量高，熔渣隔绝空气的保护效果好，焊接参数可以通过自动调节保持稳定，对焊工技术水平要求不高,焊缝成分稳定，机械性能比较好；
3）劳动条件好，除了减轻手工焊操作的劳动强度外，它没有弧光辐射，这是埋弧焊的独特优点。用其进行外侧焊接，能提高生产效率，并能获的好的焊接接头。 2、手工电弧焊
手工电弧焊是各种电弧焊方法中发展最早、目前仍然广泛应用的一种焊接方法。它是以外部涂有涂料焊条作电极和填充金属，电弧是在焊条的端部和被焊工件表面之间燃烧。涂料在电弧热作用下一方面可以产生气体以保护电弧，另一方面可以产生熔渣覆盖在熔池表面，防止熔化金属与周围气体的相互作用。熔渣的更重要作用是与熔化金属产生物理化学反应或添加合金元素，改善焊缝金属性能。手弧焊设备简单、轻便，操作灵活。可以应用于维修及装配中的短缝的连接，特别是可以用于难以达到的部位的焊接。
（三）、破口的设计
1、焊接坡口设计原则
焊接坡口应考虑图样要求和工艺条件选择标准坡口或自行设计。在选择和设计焊接坡口时，应考虑以下因素：焊接方法；焊缝填充金属量尽量少；避免产生缺陷；减少残余变形和残余应力；有利于焊接防护；焊工操作方便；复合板材的坡口有利于减少过度焊缝金属的稀释率。 2、氨合成塔焊接坡口的设计
焊接坡口的设计是参照GB/T985.2-2008埋弧焊推荐坡口。 1）纵焊缝的坡口
纵焊缝的坡口选择了窄间隙坡口。单面对接坡口有以下优点：可以单面完成焊接，便于操作，有利于提高生产效率；坡口加工简单，操作方便。坡口形式如图4-1，选取间隙b=20mm，坡口面角β=2°，内面用垫板厚为10mm。 2）环形焊缝坡口
环焊缝的坡口选择了窄间隙坡口。环焊缝使用埋弧焊和手工电弧焊进行生产，因手工电弧焊生产效率低，所以内侧坡口需要填充的金属尽可能的少些以提高生产效率。选择窄坡口有利于减少填充金属量，节约成本。其坡口形式如图4-2，选取坡口面角β=1.5°，坡口角α=90°，坡口深度h=5mm，钝边c=2mm，间隙b=2mm。
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图4-1 纵焊缝坡口 图4-2 环焊缝坡口
五、氨合成塔外壳优选焊材
（一）、氨合成塔选用的焊材
1、焊材选用原则
焊材选用应遵循以下原则：
1）采用同质填充金属；2）除考虑焊接工艺性（如保证焊缝外观成形外），还应注意焊缝成分，严格限制S、P等杂质，使焊缝具有奥氏体和铁素体双相组织，提高抗晶间腐蚀性能和抗热裂纹性能。 2、焊材的选择
1）埋弧焊焊丝 S304不锈钢在焊接时可以提供的焊丝牌号有H0Cr20Ni10Ti，H0Cr19Ni12Mo2以及H0Cr21Ni10。与S304母材相比，H0Cr20Ni10Ti焊丝含有较多的合金元素，使焊缝中的合金元素组成更为复杂，已引起区域偏析造成局部微裂纹。H0Cr19Ni12Mo2焊丝的焊缝组织铁素体相含量偏低，且属非同质填充金属。当焊缝金属元素Cr和Ni的当量比小于1.5时，防止热裂纹效果较好，而H0Cr19Ni12Mo2中其比值为1.35。因此，上述2种焊丝都不宜于焊接。对于H0Cr21Ni10焊丝，其成分与S304钢相近，为同质填充金属，且铬与镍的比值为1.71，大于1.5，防止热裂纹效果好。
2）埋弧焊焊剂的选择 SJ601属于烧结焊剂，与熔炼焊剂HJ260相比较其为CaF2-CaO-Al2O3-SiO2渣系，呈碱性，氧化性弱，通过在焊剂中加入大量合金元素或变质剂可以改善焊缝的组织和性能，克服熔炼焊剂脱氧不完全、不能大量掺合合金等缺陷，而且烧结焊剂熔点较高，密度较小，它适合较大线能量焊接。通常配用H0Cr21Ni10焊丝，工艺性良好、成形美观、脱渣容易。
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3）手工电弧焊焊条的选择 S304不锈钢在焊接时可以提供的焊条牌号有A102 、A107、A232、A237和A002。为该底部环焊缝工作温度在300℃以上，A102、A122、A117、A232、A237和A107焊接结构只能在300℃以下工作。所以选择A002，焊缝的碳含量比母材少，增加了接头的抗腐蚀能力。其有良好的焊接工艺性能，药皮耐红，强度好，抗气孔性，直交流都能用。
（二）、选用焊材的化学成分
焊丝H0Cr21Ni10的化学成分如表5-1。
表5-1 焊丝H0Cr21Ni10的化学成分（质量分数%） 焊丝 H0Cr21Ni10 C ≤0.06 Si ≤0.06 Mn 1.00～ 2.50 P ≤0.030 S ≤0.020 Ni 9.00～ 11.00 Cr 19.50～22.00 焊剂SJ601的化学成分如表5-2。
表5-2 焊剂SJ601的化学成分（质量分数%） 牌号 SJ601 SiO2+TiO2 10 CaF2+CaO +MgO 55 Al2O3 +MnO 35 C ≤0.03 S 0.026 P 0.02 杂物 ≤0.3 焊条A002的化学成分如表5-3。
表5-3 焊条A002的化学成分（质量分数%）
牌号 A002 C ≤0.04 Si ≤0.90 Mn 0.50～ 2.50 P S Ni 9.00～ 11.00 Cr 18.50～ 21.00 Mo ≤0.75 ≤0.040 ≤0.030
焊后接头形成铁素体-奥氏体双相组织。使用该焊丝与焊剂，焊接工艺性良好、成型美观、脱渣容易，并且具有抗晶间腐蚀和热裂纹性能。
六、焊接工艺参数的制定
（一）、焊接参数制定
1、埋弧自动焊
1）埋弧焊电源种类与极性 埋弧焊电源种类与极性的选择与焊剂的性质有
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