奧氏體不銹鋼管焊接時，焊縫和近縫區(qū)均可產(chǎn)生熱裂紋，這是因?yàn)閵W氏體不銹鋼管的物理性能有其獨(dú)特之處。第一，焊縫金屬結(jié)晶期間存在較大的拉應(yīng)力，奧氏體不銹鋼的熱導(dǎo)率小和線脹系數(shù)大，在焊接局部加熱和冷卻的條件下，焊接接頭在冷卻過程中可形成較大的拉伸應(yīng)力；第二，奧氏體不銹鋼易形成方向性強(qiáng)的柱狀晶的焊縫組織，有利于有害雜質(zhì)的偏析而促使形成液態(tài)夾層，有利于產(chǎn)生熱裂紋；第三，奧氏體鋼含有硫、磷、錫和銻等形成夾層的雜質(zhì)，硅和硼的作用較強(qiáng)，硼在鐵及鎳中的溶解度均為零，因此易于析集于晶界而引起裂紋，硅在鎳含量較高的鋼中很容易偏析，因而鎳含量越高，硅越易促使增大焊縫熱裂紋傾向。如表3-5所示。

  如何防止奧氏體不銹鋼管產(chǎn)生焊接熱裂紋呢？首先應(yīng)嚴(yán)格限制有害雜質(zhì)。通常采用同材質(zhì)的焊縫金屬，應(yīng)選擇S、P含量較低的焊接材料，選擇母材時也是如此。還要采用雙相組織，尤其是對于鎳含量小于10％～15％的18-8系列的奧氏體不銹鋼管，提高焊縫抗裂性最有效的手段，就是使焊縫成為γ＋δ 雙相組織。一般焊縫組織中δ相的數(shù)量超過3％就可以明顯提高抗裂性，如圖3-10所示。當(dāng)含磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過0.04％時，3％ δ相即可防止產(chǎn)生裂紋。這是因?yàn)?相的存在有效地消除了γ相組織的方向性，起到細(xì)化組織的作用，使低熔點(diǎn)物質(zhì)不能析集于少數(shù)晶界上，破壞低熔點(diǎn)物質(zhì)的連續(xù)分布，減少了有害雜質(zhì)的作用。

  焊接鎳含量超過15％的奧氏體不銹鋼管，如長期在高溫下工作時，采用γ＋δ雙相組織的焊縫是不適宜的。因?yàn)檫@要求焊縫中的8相數(shù)量要多，才能滿足抗裂性的要求。例如焊接16Cr25Ni20Si2（1Cr25Ni20Si2）奧氏體不銹鋼時，為防止焊縫熱裂紋，焊縫的δ相數(shù)量要大于25％～30％才可以收效。由此可見，為了獲得一定量的8相，勢必要大幅度減少奧氏體化元素，同時增多鐵素體化合金元素，這樣引起焊縫金屬成分與母材的匹配，勢必影響焊接接頭性能上的匹配性。

  為了提高鎳含量大于15％的奧氏體不銹鋼管的抗裂性，可采用奧氏體加一次碳化物或奧氏體加硼化物的雙相組織，這樣不會有損于焊接接頭的高溫性能。同時嚴(yán)格限制有害雜質(zhì)、合理調(diào)整熔敷金屬化學(xué)成分進(jìn)行合金化，也可防止焊縫產(chǎn)生熱裂紋。表3-6是常用合金元素對焊縫熱裂紋傾向的作用。