常用的耐腐蝕不銹鋼主要有奧氏體、鐵素體、馬氏體和鐵素體+奧氏體雙相以及沉淀硬化五種不銹鋼系列。這五種不銹鋼因合金元素不同,顯微組織不同,因而焊接特點和面臨的焊接性問題也有很大差別。
1. 焊接工藝參數
奧氏體不銹鋼可用熔化焊各種方法、電阻焊各種方法及釬焊等工藝進行焊接,但因奧氏體不銹鋼熔點低、導熱系數小、電阻系數大,焊接時母材和焊材都容易被加熱、熔化,故所用焊接電流較小,約為低碳鋼的80%.同時應采用窄焊縫、窄焊道,減少高溫下停留時間,防止碳化物析出影響耐蝕性;減少焊縫收縮應力降低熱裂紋敏感性。
2. 焊前預熱
奧氏體不銹鋼焊接時不需要預熱,因為預熱將引起碳化物析出或引起較大的變形。但在焊縫鐵素體很少或根本沒有鐵素體時,奧氏體焊縫可能產生熱裂紋,必須減少焊接接頭在從結晶溫度到980℃時施加于焊縫的應力時,預熱是很必要的。
3. 焊后熱處理
奧氏體不銹鋼焊接接頭無組織轉變,焊后也不必進行緩冷、后熱等熱處理,也不常采用焊后熱處理。但為了防止和消除焊接接頭的應力腐蝕開裂,有必要進行焊后熱處理。常規含碳量(≤0.08%)不銹鋼結構需要進行固溶退火(1050~1100℃)處理。含穩定元素的和超低碳的不銹鋼結構需進行穩定化和消除應力熱處理。有時焊后熱處理并不是焊接結構上的不銹鋼接頭的需要,例如在不銹鋼和低合金鋼復合板,在厚壁壓力容器的內壁堆焊的不銹鋼覆,為了防止堆焊層熱影響區的冷裂紋和消除低合金鋼母材熱影響區的硬化。以及厚壁容器主焊縫焊后需進行焊后消除應力熱處理(610~700℃),不銹復合層及堆焊層也隨著進行了消除應力熱處理,這種焊接結構,熱處理常常會引起腐蝕問題。因此為了防止可能產生晶間腐蝕和連多硫酸應力腐蝕,應選用超低碳和含穩定元素Nb的焊接材料。
4. 焊接接頭的坡口形式
焊接接頭首先應保證焊透和無缺陷。而由于奧氏體不銹鋼容易發生熱裂紋,所以對焊接接頭的坡口形式的選擇很重要,尤其是大斷面的接頭,坡口應盡可能選擇U形、X形、雙U形等,以減少焊縫金屬的填充量,降低焊縫的收縮應力,防止熱裂紋的產生。