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,因而焊接特點和面臨的焊接性問題也有很大差別。
1. 焊接工藝參數
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行焊接,但因奧氏體不銹鋼熔點低、導熱系數小、電阻系數大,焊接時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%.同時應采用窄焊縫、窄焊道,減少高溫下停留時間,防止碳化物析出影響耐蝕性;減少焊縫收縮應力降低熱裂紋敏感性。
2. 焊前預熱
奧氏體不銹鋼焊接時不需要預熱,因為預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,奧氏體焊縫可能產生熱裂紋,必須減少焊接接頭在從結晶溫度到980℃時施加于焊縫的應力時,預熱是很必要的。
3. 焊后熱處理
奧氏體不銹鋼焊接接頭無組織轉變,焊后也不必進行緩冷、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力腐蝕開裂,有必要進行焊后熱處理。常規(guī)含碳量(≤0.08%)不銹鋼結構需要進行固溶退火(1050~1100℃)處理。含穩(wěn)定元素的和超低碳的不銹鋼結構需進行穩(wěn)定化和消除應力熱處理。有時焊后熱處理并不是焊接結構上的不銹鋼接頭的需要,例如在不銹鋼和低合金鋼復合板,在厚壁壓力容器的內壁堆焊的不銹鋼覆,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行焊后消除應力熱處理(610~700℃),不銹復合層及堆焊層也隨著進行了消除應力熱處理,這種焊接結構,熱處理常常會引起腐蝕問題。因此為了防止可能產生晶間腐蝕和連多硫酸應力腐蝕,應選用超低碳和含穩(wěn)定元素Nb的焊接材料。
4. 焊接接頭的坡口形式
焊接接頭首先應保證焊透和無缺陷。而由于奧氏體不銹鋼容易發(fā)生熱裂紋,所以對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,降低焊縫的收縮應力,防止熱裂紋的產生。