浙江至德鋼業有限公司半奧氏體型沉淀硬化不銹鋼的焊接工藝介紹

一、焊接特點

  這類鋼的焊接方法有焊條電弧焊、惰性氣體保護的鎢極氬弧焊（MIG）等。焊接時，由于焊接熱循環的特點，在焊接接頭會出現下列情況：①. 由于焊縫及近縫區加熱溫度遠遠高于其固溶溫度，焊接接頭區鐵素體含量有所增加，導致冷卻后焊接接頭區鐵素體相比例增高；②. 這類鋼與其他類型不銹鋼一樣，焊接的高溫作用可使各種碳化物特別是鉻的碳化物溶解，其合金元素溶于固溶體中，相當于提高了該區域內有效合金元素的含量，碳和鉻合金元素的有效含量增加，使相變溫度點（馬氏體轉變溫度Ms）大大降低，甚至在-73℃低溫條件下，奧氏體也不能轉變為馬氏體組織為此，焊后必須進行適當的熱處理，使碳化物析出，降低固溶合金的有效含量，使相變溫度上升，從而有利于奧氏體向馬氏體轉變，達到鋼材所具有高的強度和韌性。

二、焊接材料的選擇

 1. 選擇與母材金屬相同的材料作為填充金屬 目的使焊接接頭力學性能與母材相當。到目前為止尚未研制出一種與母材成分相當的焊條，故不能進行焊條電弧焊。采用鎢極氬弧焊焊接這類鋼時，焊絲可從母材中截取，或者熔煉出與純母材成分相當的棒狀焊絲。為了能使焊接接頭力學性能與母材等效，焊后還需進行下列整體復合熱處理：

  a. 焊后調質處理

     在746℃保溫3h后空冷，析出鉻的碳化物，使固溶合金元素下降，相變溫度點（Ms）上升，為奧氏體轉變為馬氏體創造條件。

  b. 低溫退火

    在930℃保溫1h后水冷，進一步從固溶體中析出Cr23C6等碳化物，使合金元素有效含量大大降低，可使殘余奧氏體的相變溫度提高155～166℃。

  c. 冰冷處理

    在低溫退火后立即進行冰冷處理，使其在-73℃保持3h以上，然后自然升至室溫，使母材中的奧氏體全部轉變為馬氏體，在焊縫中僅殘留少量的奧氏體，其他全部轉為馬氏體組織。

  d. 時效硬化處理

    其處理溫度和時間對焊接接頭的組織和性能影響較大。當回火時間相同，而回火溫度從350℃增至600℃時，焊接接頭中殘余奧氏體減少，回火馬氏體增多，組織變得細小而球化，析出碳化物增多。同樣在回火溫度不變時，回火時間短，則焊接接頭性能不利；反之，回火時間的延長，殘余奧氏體相減少，逐漸形成馬氏體且細小而密布，析出碳化物也增多，對焊接接頭強化效果明顯提高。

  整體復合熱處理工藝較為復雜，但是能使焊接接頭基本達到與母材金屬等強度。

 2. 選擇與母材成分不同的異種焊接材料 用于不要求等強度或等耐蝕性的焊接接頭。焊接方法有焊條電弧焊和鎢極氬弧焊。

  焊條電弧焊時，可選用E308、E308L、E309、E310和E316等型號的不銹鋼焊條。

  鎢極氬弧焊時，可選用 H06Cr21Ni10、H03Cr19Ni12Mo2、H03Cr24Ni13 或H12Cr26Ni21 等牌號的不銹鋼焊絲。

  使用上述焊接方法焊接時，焊前不要預熱，焊后不需要進行一系列的熱處理，就能獲得優質的焊接接頭。