鐵素體不銹鋼的鐵素體形成元素相對較多,奧氏體形成元素相對較少,材料淬硬和冷裂傾向較小。鐵素體不銹鋼在焊接熱循環(huán)的作用下,熱影響區(qū)晶粒明顯長大,接頭的韌性和塑性急劇下降。熱影響區(qū)晶粒長大的程度取決于焊接時所達到的最高溫度及其保持時間,為此,在焊接鐵素體不銹鋼時,應(yīng)盡量采用小的線能量,即采用能量集中的方法,如等離子弧焊、電子束焊、小電流TIG、小直徑焊條手工焊等,同時盡可能采用窄間隙坡口、高的焊接速度和多層焊等措施,并嚴格控制層間溫度。
由于焊接熱循環(huán)的作用,一般鐵素體不銹鋼在熱影響區(qū)的高溫區(qū)產(chǎn)生敏化,在某些介質(zhì)中產(chǎn)生晶間腐蝕。焊后經(jīng)700~850℃退火處理,使鉻均勻化,可恢復(fù)其耐蝕性。普通高鉻鐵素體不銹鋼可采用手工電弧焊、氣體保護焊、埋弧焊、等離子弧焊、電子束焊等熔焊方法。由于高鉻鋼固有的低塑性,以及焊接熱循環(huán)引起的熱影響區(qū)晶粒長大和碳化物、氮化物在晶界集聚,焊接接頭的塑性和韌性都很低。在采用與母材化學(xué)成分相似的焊接材料且拘束度大時,很易產(chǎn)生裂紋。為了防止裂紋,改善接頭塑性和耐蝕性,以手工電弧焊為例,可以采取下列工藝措施。
1. 預(yù)熱100~150℃左右,使材料在富有韌性的狀態(tài)下焊接。含鉻越高,預(yù)熱溫度應(yīng)越高。
2. 采用小的線能量、不擺動焊接。多層焊時,應(yīng)控制層間溫度不高于150℃,不宜連續(xù)施焊,以減小高溫脆化和475℃脆性影響。
3. 焊后進行750~800℃退火處理,由于碳化物球化和鉻分布均勻,可恢復(fù)耐蝕性,并改善接頭塑性。退火后應(yīng)快冷,防止出現(xiàn)σ相及475℃脆性。