超純鐵素體不銹鋼一般在固熔狀態下焊接。如果碳+氮含量超過溶解度(碳+氮在鐵素體中溶解度很低),并不含穩定化元素時,在焊接熱影響區會產生敏化,在一定的介質中發生晶間腐蝕。間隙元素碳、氮、氧含量很低的超純鐵素體不銹鋼對焊接熱循環引起的脆化不顯著,焊接接頭有很好的塑性和韌性,不需預熱和焊后處理。
同鋼種焊接時,一般采用與母材同成分的焊絲做為填充材料。焊絲中間隙元素含量最好低于母材。特別注意焊絲加工和保管過程可能產生的表面玷污。
焊接的關鍵是防止焊接過程污染,以免增加焊縫中碳、氮、氧含量。熔化焊主要用氬弧焊、等離子弧焊、電子束焊等可得到良好保護的焊接方法。采用的工藝措施如下。
1. 增加熔池保護
如采用雙層氣體保護、用氣體透鏡、增大噴嘴直徑、增加氬氣流量鋼焊接接頭夏比沖擊韌性轉變溫度研究表明,即使采用改進的TIG焊接,焊縫脆性轉變溫度也顯著高于母材;000Cr30Mo2鋼電子束焊縫脆性轉變溫度與母材相當。普通TIG焊縫脆性轉變溫度大約比母材提高60℃,改進TIG焊大約提高30℃.脆性轉變溫度提高主要與焊接過程吸氮有關,見表4-2。電子顯微鏡研究表明,含氮量高于約0.01%時,在基體內平行(100)面析出片狀Cr2N,促使產生解理破壞。
2. 采用尾氣保護
這對多層焊尤為必要。
3. 焊縫背面通氬保護
最好采用通氬的水冷銅墊板,減少過熱,增加冷卻速度。
4. 盡量減小線能量
多層焊時,控制層間溫度不高于100℃。