常用的耐腐蝕不銹鋼主要有奧氏體、鐵素體、馬氏體和鐵素體+奧氏體雙相以及沉淀硬化五種不銹鋼系列。這五種不銹鋼因合金元素不同,顯微組織不同,因而焊接特點(diǎn)和面臨的焊接性問(wèn)題也有很大差別。
1. 焊接工藝參數(shù)
奧氏體不銹鋼可用熔化焊各種方法、電阻焊各種方法及釬焊等工藝進(jìn)行焊接,但因奧氏體不銹鋼熔點(diǎn)低、導(dǎo)熱系數(shù)小、電阻系數(shù)大,焊接時(shí)母材和焊材都容易被加熱、熔化,故所用焊接電流較小,約為低碳鋼的80%.同時(shí)應(yīng)采用窄焊縫、窄焊道,減少高溫下停留時(shí)間,防止碳化物析出影響耐蝕性;減少焊縫收縮應(yīng)力降低熱裂紋敏感性。
2. 焊前預(yù)熱
奧氏體不銹鋼焊接時(shí)不需要預(yù)熱,因?yàn)轭A(yù)熱將引起碳化物析出或引起較大的變形。但在焊縫鐵素體很少或根本沒有鐵素體時(shí),奧氏體焊縫可能產(chǎn)生熱裂紋,必須減少焊接接頭在從結(jié)晶溫度到980℃時(shí)施加于焊縫的應(yīng)力時(shí),預(yù)熱是很必要的。
3. 焊后熱處理
奧氏體不銹鋼焊接接頭無(wú)組織轉(zhuǎn)變,焊后也不必進(jìn)行緩冷、后熱等熱處理,也不常采用焊后熱處理。但為了防止和消除焊接接頭的應(yīng)力腐蝕開裂,有必要進(jìn)行焊后熱處理。常規(guī)含碳量(≤0.08%)不銹鋼結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行固溶退火(1050~1100℃)處理。含穩(wěn)定元素的和超低碳的不銹鋼結(jié)構(gòu)需進(jìn)行穩(wěn)定化和消除應(yīng)力熱處理。有時(shí)焊后熱處理并不是焊接結(jié)構(gòu)上的不銹鋼接頭的需要,例如在不銹鋼和低合金鋼復(fù)合板,在厚壁壓力容器的內(nèi)壁堆焊的不銹鋼覆,為了防止堆焊層熱影響區(qū)的冷裂紋和消除低合金鋼母材熱影響區(qū)的硬化。以及厚壁容器主焊縫焊后需進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理(610~700℃),不銹復(fù)合層及堆焊層也隨著進(jìn)行了消除應(yīng)力熱處理,這種焊接結(jié)構(gòu),熱處理常常會(huì)引起腐蝕問(wèn)題。因此為了防止可能產(chǎn)生晶間腐蝕和連多硫酸應(yīng)力腐蝕,應(yīng)選用超低碳和含穩(wěn)定元素Nb的焊接材料。
4. 焊接接頭的坡口形式
焊接接頭首先應(yīng)保證焊透和無(wú)缺陷。而由于奧氏體不銹鋼容易發(fā)生熱裂紋,所以對(duì)焊接接頭的坡口形式的選擇很重要,尤其是大斷面的接頭,坡口應(yīng)盡可能選擇U形、X形、雙U形等,以減少焊縫金屬的填充量,降低焊縫的收縮應(yīng)力,防止熱裂紋的產(chǎn)生。