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的作用下,熱影響區晶粒明顯長大,接頭的韌性和塑性急劇下降。熱影響區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。
由于焊接熱循環的作用,一般鐵素體不銹鋼在熱影響區的高溫區產生敏化,在某些介質中產生晶間腐蝕。焊后經700~850℃退火處理,使鉻均勻化,可恢復其耐蝕性。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,以及焊接熱循環引起的熱影響區晶粒長大和碳化物、氮化物在晶界集聚,焊接接頭的塑性和韌性都很低。在采用與母材化學成分相似的焊接材料且拘束度大時,很易產生裂紋。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. 預熱100~150℃左右,使材料在富有韌性的狀態下焊接。含鉻越高,預熱溫度應越高。
2. 采用小的線能量、不擺動焊接。多層焊時,應控制層間溫度不高于150℃,不宜連續施焊,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,可恢復耐蝕性,并改善接頭塑性。退火后應快冷,防止出現σ相及475℃脆性。