1.1.4.奥氏体不锈钢的焊接工艺

⑴正确选择焊接材料 根据奥氏体不锈钢焊接的主要问题、无论手工电弧焊、埋 弧焊熔化极或非熔化极氩弧焊接时，都必须首先从焊接材料（主要焊条、焊丝）选择 上尽量消除或减弱下述三方面问题的影响：

①选用超低碳焊丝（焊条）因为焊缝含碳量越高，晶间腐蚀倾向越大，所以尽 量降低焊缝金属的含碳量，是提高焊缝耐晶间腐蚀能力的一个途径。由于在奥氏体中 溶解的碳小于等于 0.03％时不会析出碳化铬，所以一般把焊丝中含碳量小于等于 0.04％，定为超低碳的标准。采用超低碳焊丝，因碳化铬析出引起的贫铬问题得到了 控制，自然就提高了焊缝抗晶间腐蚀的能力。

②在焊丝（焊条）中加稳定化元素 由于钛（Ti）、铌（Nb）等亲碳能力强，因 而在、焊丝中添加这些元素后，在 450～850℃加热时，奥氏体不锈钢中的碳，将优先 与钛、铌形成化合物，避免了碳与铬形成化合物而引起晶界处奥氏体局部贫铬问题， 从而保证了焊缝贫晶间腐蚀能力[5]。

钛加入量与含碳量有关，一般应符合 Ti／（C 一 0.02）＞8.5～9.5 的关系。

③使焊缝获得双相组织 获得双相组织的方法：合金元素对金属组织的影响可分 两大类：一类是奥氏体促进元素，如镍、氮、铜、钴、碳、锰等；另一类是铁素体促 进元素，如铬、钼、钒、硅、钛、铌等。因而在奥氏体不锈钢焊材中加入适量铁素体 促进元素，可获得奥氏体十铁素体双相组织。

双相组织的作用：

① 提 高 焊 缝 耐 晶 间 腐 蚀 能 力 单 相 奥 氏 体 组 织 的 焊 缝 金 属 ， 具 有 发 达 的 柱 状 晶 特 征 ，一 旦 出 现 贫 铬 层 ，可 以 贯 穿 于 晶 粒 之 间 ，而 构 成 腐 蚀 介 质 集 中 的 腐 蚀 通 道 ，因 而 具 有 较 大 的 晶 间 腐 蚀 倾 向 。若 焊 丝 中 添 加 一 些 铁 素 体 形 成 元 素 ，则 获 得 奥 氏 体 十 铁 素 体 双 相 组 织 ，使 柱 状 树 枝 晶 被 打 散 ，对 腐 蚀 介 质 不 能 形 成 集 中 的 腐 蚀 通 道 ， 大 大 减 弱 了 晶 间 腐 蚀 倾 向 。

② 提 高 焊 缝 抗 热 裂 能 力 少 量 的 铁 素 体 可 以 细 化 晶 粒 ，打 乱 柱 状 晶 体 的 方 向 和 防 止 杂 质 的 聚 集 。 另 外 ， 铁 素 体 还 可 以 比 奥 氏 体 溶 解 更 多 的 杂 质 、 从 而 可 以 减 少 偏 析 ：这 些 都 对 抗 热 裂 能 力 有 利 。但 必 须 注 意 稳 定 的 单 相 奥 氏 体 钢 ，如 Cr25Ni20、Crl5Ni35 钢 等 ，不 能 采 用 双 相 组 织 来 防 止 热 裂 纹 ，

因 为 这 种 双 相 组 织 在 高 温 （ ＞ 650℃ ） 会 析 出 σ 相 ， 使 焊 缝 脆 化 。 对 于 这 类 钢 ，防 止 热 裂 纹 的 措 施 ，一 是 适 当 提 高 含 碳 量 ，使 焊 缝 中 形 成 一 定 数 量 的 稳 定 的 一 次 碳 化 物 。 由 于 这 种 碳 化 物 组 成 的 共 晶 体 ， 熔 点 低 流 动 性 好 ， 在 焊 缝 结 晶 过 程 中 弥 散 分 布 、可 以 细 化 奥 氏 体 晶 粒 ，并 在 晶 间 薄 层 被 拉 断 的 瞬 间 填 充 进 去 ，因 而 可 防 止 形 成 热 裂 纹 。二 是 降 低 焊 缝 含 硅 量 、适 当 增 加 锰 、 钼 含 量 。文献综述

③控制铬镍比 为了获得稳定的双向组织，希望焊缝中的铬、镍之比=2.2～2.3 通常应将铁素体含量控制在 5％以内，一方面可大大提高奥氏体不锈钢（主要是 18— 8 型）的耐晶间腐蚀和抗热裂纹能力，另方面可有效地抑制σ相的生成。

④控制硫、磷含量选用硫、磷含量低的焊接材料，严格控制焊缝中硫、磷含量 不应高出母材的硫、磷含量。