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奧氏體不銹鋼是石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的金屬材料之一，本文簡要地闡述了不銹鋼焊接過程中容易出現(xiàn)的一些問題，針對這些問題提出了相應(yīng)的預(yù)防措施，并根據(jù)這些措施提出了焊條的選用原則。

不銹鋼是指主加元素Ｃｒ高于１２％、能使鋼處于鈍化狀態(tài)、又具有不銹特性的鋼。不銹鋼根據(jù)其顯微組織分為鐵素體型、馬氏體型、奧氏體型、奧氏體＋鐵素體型和沉淀硬化型不銹鋼。奧氏體不銹鋼通常在常溫下的組織為純奧氏體，也有一些為奧氏體＋少量鐵素體。

一、奧氏體不銹鋼的焊接特點(diǎn)

奧氏體不銹鋼是石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的金屬材料之一，其焊接性能良好，但在焊接過程中也容易產(chǎn)生不少問題，主要表現(xiàn)為以下幾種：

１、晶間腐蝕

根據(jù)貧鉻理論，焊縫和熱影響區(qū)在加熱到４５０～８５０℃時(shí)在晶界處析出高鉻碳化物（Ｃｒ２３Ｃ６），形成貧鉻的晶界，不足以抵抗腐蝕的程度。

防止措施有：

（１）采用低碳或超低碳的焊材，如Ａ００２等，采用含鈦、鈮等穩(wěn)定化元素的焊條，如Ａ１３７、Ａ１３２等；

（２）由焊絲或焊條向焊縫熔入一定量的鐵素體形成元素，使焊縫金屬成為奧氏體＋鐵素體的雙相組織（鐵素體一般控制４－１２％）；

（３）減少焊接熔池過熱，選用較小的焊接電流和較快的焊接速度，加快冷卻速度；

（４）對耐晶間腐蝕性能要求很高的焊件進(jìn)行焊后穩(wěn)定化退火處理。

２、容易出現(xiàn)熱裂紋

熱裂紋產(chǎn)生的主要原因是焊縫中的樹枝晶方向性強(qiáng)，有利于Ｓ、Ｐ等元素的低熔點(diǎn)共晶產(chǎn)物的形成和聚集。另外，此類鋼的導(dǎo)熱系數(shù)�。�約為低碳鋼的１／３），線脹系數(shù)大（比低碳鋼大５０％），所以焊接應(yīng)力也大，加劇了熱裂紋的產(chǎn)生。

防止措施：

（１）盡量選用堿性藥皮的優(yōu)質(zhì)焊條，以限制焊縫金屬中Ｓ、Ｐ、Ｃ等的含量。

（２）使焊縫金屬呈雙相組織，盡量控制鐵素體的含量。

３、應(yīng)力腐蝕開裂

應(yīng)力腐蝕開裂是焊接接頭在特定腐蝕環(huán)境下受拉伸應(yīng)力作用時(shí)所產(chǎn)生的延遲開裂現(xiàn)象。奧氏體不銹鋼焊接接頭表現(xiàn)為無塑性變形的脆性破壞。

防止措施：

（１）合理選擇焊材，使焊縫與母材之間有良好的匹配，不產(chǎn)生任何不良組織，如晶粒粗化及硬脆馬氏體等；合理制定成形加工和組裝工藝。

（２）合理制定成形加工和組裝工藝，盡可能減小冷座變形度。

（３）消除應(yīng)力處理：焊后熱處理，如焊后完全退火或退火；在難以實(shí)施熱處理時(shí)采用焊后錘擊或噴丸等。

４、焊縫金屬的低溫脆化

對于奧氏體不銹鋼焊接接頭，在低溫使用時(shí)，焊縫金屬的塑韌性是關(guān)鍵問題。此時(shí)，焊縫組織中的鐵素體的存在總是惡化低溫韌性。

防止措施：通過選用純奧氏體焊材和調(diào)整焊接工藝獲得單一的奧氏體焊縫。

５、焊接接頭的σ相脆化。

焊件在經(jīng)受一定時(shí)間的高溫加熱后會(huì)在焊縫中析出一種脆性的σ相，導(dǎo)致整個(gè)接頭脆化，塑性和韌性顯著下降。σ相的析出溫度范圍６５０－８５０℃。在高溫加熱過程中，σ相主要由鐵素體轉(zhuǎn)變而成。加熱時(shí)間越長，σ相析出越多。

防止措施：

（１）限制焊縫金屬中的鐵素體含量（小于１５％），采用超合金化焊接材料，即高鎳焊材；

（２）采用小規(guī)范，以減小焊縫金屬在高溫下的停留時(shí)間；

（３）對已析出的σ相在條件允許時(shí)進(jìn)行固溶處理，使σ相溶入奧氏體。

二、奧氏體不銹鋼的焊條選用原則

首先，不銹鋼焊條必須根據(jù)母材和工作條件（包括工作溫度和接觸介質(zhì)等）來選用。其次焊條的性能要與不銹鋼的用途相符。

１、一般來說，焊條的選用可參照母材的材質(zhì)，選用與母材成分相同或相近的焊條。如：Ａ１０２對應(yīng)０Ｃｒ１９Ｎｉ９；Ａ１３７對應(yīng)１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ。

２、由于碳含量對不銹鋼的抗腐蝕性能有很大的影響，因此，一般選用熔敷金屬含碳量不高于母材的不銹鋼焊條。如３１６Ｌ必須選用Ａ０２２焊條。

３、奧氏體不銹鋼的焊縫金屬應(yīng)保證力學(xué)性能。可通過焊接工藝評定進(jìn)行驗(yàn)證。

４、對于在高溫工作的耐熱不銹鋼（奧氏體耐熱鋼），所選用的焊條主要應(yīng)能滿足焊縫金屬的抗熱裂性能和焊接接頭的高溫性能。

５、在某些特殊的應(yīng)用場合，可能要求采用全奧氏體的焊縫金屬時(shí)，可采用比如Ａ４０２、Ａ４０７焊條等。對于在各種腐蝕介質(zhì)中工作的耐蝕不銹鋼，則應(yīng)按介質(zhì)和工作溫度來選擇焊條，并保證其耐腐蝕性能（做焊接接頭的腐蝕性能試驗(yàn)）。（１）對于工作溫度在３００℃以上、有較強(qiáng)腐蝕性的介質(zhì)，須采用含有Ｔｉ或Ｎｂ穩(wěn)定化元素或超低碳不銹鋼焊條。如Ａ１３７或Ａ００２等。（２）對于含有稀硫酸或鹽酸的介質(zhì)，常選用含Ｍｏ或含Ｍｏ和Ｃｕ的不銹鋼焊條如：Ａ０３２、Ａ０５２等。（３）工作，腐蝕性弱或僅為避免銹蝕污染的設(shè)備，方可采用不含Ｔｉ或Ｎｂ的不銹鋼焊條。

為保證焊縫金屬的耐應(yīng)力腐蝕能力，采用超合金化的焊材，即焊縫金屬中的耐蝕合金元素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ等）含量高于母材。如采用００Ｃｒ１８Ｎｉ１２Ｍｏ２類型的焊接材料（如Ａ０２２）焊接００Ｃｒ１９Ｎｉ１０焊件。

６、對于在低溫條件下工作的奧氏體不銹鋼，應(yīng)保證焊接接頭在使用溫度的低溫沖擊韌性，故采用純奧氏體焊條。如Ａ４０２、Ａ４０７。

７、也可選用鎳基合金焊條。如采用Ｍｏ達(dá)９％的鎳基焊材焊接Ｍｏ６型超級奧氏體不銹鋼。

綜上所述，奧氏體不銹鋼的焊接是有其獨(dú)特特點(diǎn)的，奧氏體不銹鋼焊接時(shí)焊條的選用尤其值得注意，只有根據(jù)不同材料和工作條件選用不同的焊接方法和不同的焊接材料，才能達(dá)到所預(yù)期的焊接質(zhì)量。