不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)按其(qi)鋼(gang)的(de)組織不(bu)同可分為四類(lei)，即(ji)奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)、鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)、馬氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)、奧(ao)氏體-鐵素體雙相不銹鋼。

下面為大家簡單介紹一下各類不銹鋼的(de)焊接工藝要點。

1. 奧氏體不銹鋼及其焊接特點

奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)是應用(yong)最廣泛的不(bu)(bu)銹鋼(gang)，以高Cr-Ni型最為普遍。目前奧氏體不銹鋼大致可分為Cr18-Ni8型、Cr25-Ni20型、Cr25-Ni35型。奧氏體不銹鋼有以下焊接特點：

①焊(han)接熱裂紋 奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)由于其熱(re)傳導率小，線膨脹系數(shu)大，因此在(zai)(zai)焊接(jie)過程中(zhong)(zhong)(zhong)，焊接(jie)接(jie)頭部位的高溫停留時(shi)間較長，焊縫易(yi)形成(cheng)粗大的柱狀(zhuang)晶組(zu)織，在(zai)(zai)凝固結晶過程中(zhong)(zhong)(zhong)，若(ruo)硫、磷、錫、銻、鈮(ni)等雜質(zhi)元(yuan)素(su)含量較高，就會在(zai)(zai)晶間形成(cheng)低(di)熔(rong)點共晶，在(zai)(zai)焊接(jie)接(jie)頭承受(shou)較高的拉應力時(shi)，就易(yi)在(zai)(zai)焊縫中(zhong)(zhong)(zhong)形成(cheng)凝固裂紋，在(zai)(zai)熱(re)影響區形成(cheng)液化(hua)裂紋，這都(dou)屬于焊接(jie)熱(re)裂紋。防止(zhi)熱(re)裂紋最有效的途徑是(shi)降低(di)鋼(gang)及焊材中(zhong)(zhong)(zhong)易(yi)產生低(di)熔(rong)點共晶的雜質(zhi)元(yuan)素(su)和使鉻鎳(nie)奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)含有4％～12％的鐵素體組織。

②晶間腐蝕 根據貧鉻理論(lun)，在晶間上(shang)析出碳化(hua)鉻，造成晶界貧鉻是產生晶間腐蝕的(de)(de)主(zhu)要原因(yin)。為此(ci)，選擇超低碳焊材(cai)(cai)或含(han)有鈮、鈦等穩定化(hua)元(yuan)素的(de)(de)焊材(cai)(cai)是防止晶間腐蝕的(de)(de)主(zhu)要措施。

③應力腐蝕開裂 應(ying)力(li)腐蝕開裂通常表現為(wei)脆性破(po)壞，且發生破(po)壞的過程時(shi)間短(duan)，因(yin)此危害(hai)嚴重(zhong)。造(zao)成(cheng)奧氏體不(bu)銹鋼應(ying)力(li)腐蝕開裂的主要原因(yin)是焊接殘余應(ying)力(li)。焊接接頭的組織變化或應(ying)力(li)集(ji)中的存在，局部腐蝕介質(zhi)濃縮(suo)也是影響應(ying)力(li)腐蝕開裂的原因(yin)。

④焊接(jie)接(jie)頭的σ相(xiang)脆化  σ相(xiang)是一種脆硬的金屬間化合物，主要(yao)析(xi)集于(yu)柱狀(zhuang)晶的晶界。γ相(xiang)和δ相(xiang)都可發生σ相(xiang)轉變(bian)。比如對于(yu)Cr25Ni20型焊縫在800℃～900℃加熱時，就會發生強烈的γ→δ轉變。對于鉻鎳型奧氏體不銹鋼，特別是鉻鎳鉬型不銹鋼，易發生δ→σ相轉變，這主要是由于鉻、鉬元素具有明顯的σ化作用，當焊縫中δ鐵素體含量超過12％時，δ→σ的轉變非常明顯，造成焊縫金屬的明顯的脆化，這也就是為什么熱壁加氫反應器內壁堆焊層將δ鐵素體含量控制在3％～10％的原因。

2. 鐵(tie)素(su)體不銹鋼及(ji)其焊接特點

鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)分為普通鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和超純鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)兩(liang)大類，其中(zhong)普通鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)有Cr12～Cr14型，如00Cr12、0Cr13Al；Cr16～Cr18型，如1Cr17Mo；Cr25～30型。

由于(yu)普通(tong)鐵索體不銹鋼(gang)(gang)中的碳、氮(dan)含量較(jiao)(jiao)高，故加(jia)工成(cheng)形(xing)及焊接都(dou)較(jiao)(jiao)困難，耐蝕性也難以保(bao)證，使(shi)用受(shou)到限(xian)制，在超(chao)純鐵素體不銹鋼(gang)(gang)中嚴格控(kong)制了鋼(gang)(gang)中的碳和氮(dan)總量，一(yi)般控(kong)制在0.035％～0.045％、0.030％、0.010％～0.015％三個層次，同時還加進必要的合金元素以進一步進步鋼的耐腐蝕性和綜合性能。與普通鐵素體不銹鋼相比，超純高鉻鐵素體不銹鋼具有很好的耐均勻腐蝕、點蝕及應力腐蝕性能，較多的應用于石化設備中。鐵素體不銹鋼有以下焊接特點：

①焊接高(gao)溫(wen)作用下，在加熱溫(wen)度達到1000℃以上的熱影響區特別在近縫區的晶粒會急劇長大，焊后即使快速冷卻，也無法避免因晶粒粗大化引起的韌性急劇下降及較高的晶間腐蝕傾向。

②鐵素體鋼(gang)本(ben)身含鉻(ge)量較高，有害元素碳、氮、氧等也較多，脆性轉變溫度較高，缺口(kou)敏感性較強。因此(ci)，焊后(hou)脆化現象較為嚴重。

③在400℃～600℃長時間加熱緩冷時，會出現475℃脆化，使常溫韌性嚴重下降。在550℃～820℃長時間加熱后，則輕易從鐵素體中析出σ相，也明顯降低其塑、韌性。

3. 馬(ma)氏體(ti)不銹鋼及其(qi)焊接特點

馬氏(shi)體不(bu)銹鋼可分為Cr13型馬氏體不銹鋼、低碳馬氏體不銹鋼和超級馬氏體不銹鋼。Cr13型具有一般抗腐蝕性能，從Cr12為基的馬氏體不銹鋼，因加進鎳、鉬、鎢、釩等合金元素，除具有一定的耐腐蝕性能，還具有較高的高溫強度及抗高溫氧化性能。

馬氏體不銹鋼的(de)焊(han)接特點(dian)：Cr13型馬氏體不銹鋼焊縫和熱影響區的淬硬傾向特別大，焊接接頭在空冷條件下便可得到硬脆的馬氏體，在焊接拘束應力和擴散氫的作用下，很輕易出現焊接冷裂紋。當冷卻速度較小時，近縫區及焊縫金屬會形成粗大鐵素體及沿晶析出碳化物，使接頭的塑、韌性明顯降低。

低碳(tan)及超級(ji)馬氏體不(bu)銹鋼的(de)焊(han)縫和熱(re)影響區冷卻(que)后，固然全(quan)部轉變為(wei)低碳(tan)馬氏體，但沒有明顯(xian)的(de)淬硬現象(xiang)，具有良好的(de)焊(han)接性能。

二、 壓(ya)力容器用不銹(xiu)鋼焊材選用

1. 奧氏體不銹鋼焊材選用

奧(ao)(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)焊材的(de)(de)(de)(de)選(xuan)擇原則是在(zai)(zai)無裂紋的(de)(de)(de)(de)條件下，保證焊縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性能(neng)及(ji)力學性能(neng)與母(mu)材基本相當，或高于母(mu)材，一(yi)般要求其合金(jin)(jin)成分大致與母(mu)材成分匹配。對(dui)于耐(nai)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)，一(yi)般含一(yi)定量(liang)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體，這樣既能(neng)保證良好(hao)的(de)(de)(de)(de)抗裂性能(neng)，又能(neng)有很好(hao)的(de)(de)(de)(de)抗腐蝕(shi)性能(neng)。但在(zai)(zai)某些特殊介質中，如尿素(su)(su)設備的(de)(de)(de)(de)焊縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)是不(bu)答應有鐵(tie)素(su)(su)體存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)，否則就會降低其耐(nai)蝕(shi)性。對(dui)耐(nai)熱(re)用(yong)奧(ao)(ao)氏(shi)體鋼(gang)，應考慮對(dui)焊縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)內(nei)(nei)鐵(tie)素(su)(su)體含量(liang)的(de)(de)(de)(de)控制(zhi)。對(dui)于長期在(zai)(zai)高溫(wen)運行(xing)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體鋼(gang)焊件，焊縫(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)內(nei)(nei)鐵(tie)素(su)(su)體含量(liang)不(bu)應超過(guo)5％。讀者可根據Schaeffler圖，按焊縫金屬中的鉻當量和鎳當量估計出相應的鐵素體含量。

2. 鐵素體不(bu)銹鋼焊材選用

鐵(tie)素體不(bu)銹鋼焊材基(ji)本上有三(san)類：1)成分基本與母材匹配的焊材；2)奧氏體焊材；3)鎳基合金焊材，由于其價格較高，故很少選用。

鐵素體不銹鋼焊(han)材可采(cai)用與(yu)母材相當的材料，但(dan)在(zai)拘束度大時(shi)，很輕易產生裂(lie)紋，焊(han)后(hou)可采(cai)用熱(re)(re)處理，恢復耐蝕性(xing)能，并(bing)改善接頭塑性(xing)。采(cai)用奧氏體焊(han)材可免除預(yu)熱(re)(re)和焊(han)后(hou)熱(re)(re)處理，但(dan)對于不含(han)穩定元素的各種鋼，熱(re)(re)影響(xiang)區的敏(min)化仍然存(cun)在(zai)，常用309型和310型鉻鎳奧氏體焊材。對于Cr17鋼，也可用308型焊材，合金含量高的焊材有利于進步焊接接頭塑性。奧氏體或奧氏體一鐵素體焊縫金屬基本與鐵素體母材等強，但在某些腐蝕介質中，焊縫的耐蝕性可能與母材有很大的不同，這一點在選擇焊材時要留意。

3. 馬氏體不(bu)銹鋼焊材選用

在不(bu)銹鋼(gang)(gang)中，馬氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)是(shi)可(ke)以利用熱(re)處(chu)理(li)來調整性(xing)能的(de)(de)，因此，為了(le)保證(zheng)使用性(xing)能的(de)(de)要求(qiu)，特(te)別是(shi)耐(nai)熱(re)用馬氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)，焊(han)縫(feng)成分應(ying)盡量接近母(mu)材(cai)(cai)的(de)(de)成分。為了(le)防止冷裂紋，也可(ke)采用奧氏(shi)體焊(han)材(cai)(cai)，這時的(de)(de)焊(han)縫(feng)強度必然(ran)低(di)于母(mu)材(cai)(cai)。

焊縫成分同母材成分相近時(shi)，焊縫和(he)熱影響區(qu)將會同時(shi)硬化(hua)變脆(cui)，同時(shi)在熱影響區(qu)中出現回火(huo)軟(ruan)化(hua)區(qu)。為了(le)防止冷(leng)裂，厚度3mm以上的構件往往要進行預熱，焊后也往往需要進行熱處理，以進步接頭性能，由于焊縫金屬與母材的熱膨脹系數基本一致，經熱處理后有可能完全消除焊接應力。

當(dang)工(gong)(gong)件不答應(ying)進行預熱或熱處理時，可(ke)選擇奧氏體組(zu)織焊(han)縫(feng)，由于焊(han)縫(feng)具有(you)較高的(de)塑性和(he)韌性，能(neng)松弛焊(han)接應(ying)力，并且能(neng)較多地固溶氫(qing)，因(yin)而(er)可(ke)降低接頭(tou)(tou)的(de)冷裂(lie)傾(qing)向(xiang)，但這種(zhong)材(cai)質不均勻(yun)的(de)接頭(tou)(tou)，由于熱膨(peng)脹系數不同，在(zai)循環(huan)溫度的(de)工(gong)(gong)作(zuo)環(huan)境下，在(zai)熔合區可(ke)能(neng)產生(sheng)剪應(ying)力，而(er)導(dao)致(zhi)接頭(tou)(tou)破壞。

對于(yu)簡單的Cr13型馬氏體鋼，不采用奧氏體組織的焊縫時，焊縫成分的調整余地未幾，一般都和母材基體相同，但必須限制有害雜質S、P及Si等，Si在Cr13型馬氏體鋼焊縫中可促使形成粗大的馬氏體。降低含C量，有利于減小淬硬性，焊縫中存在少量Ti、N或Al等元素，也可細化晶粒并降低淬硬性。

對于多組元合金化的Cr12基馬氏體熱強鋼，主要用途是耐熱，通常不用奧氏體焊材，焊縫成分希看接近母材。在調整成分時，必須保證焊縫不致出現一次鐵素體相，因它對性能十分有害，由于Cr13基馬氏體熱強鋼的主要成分多為鐵素體元素(如Mo、Nb、W、V等)，為保證全部組織為均一的馬氏體，必須用奧氏體元素加以平衡，也就是要有適當的C、Ni、Mn、N等元素。

馬氏體不(bu)銹鋼具有相(xiang)當高的冷裂(lie)傾向，因此必(bi)須嚴格保持低氫，甚至超低氫，在選擇焊材時，必(bi)須要留(liu)意這一(yi)點(dian)。

三、 壓力容器用不銹鋼焊接要點

1. 奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)焊(han)接要(yao)點

總的(de)來說，奧(ao)(ao)氏體(ti)不銹鋼(gang)具有優良的(de)焊(han)接性。幾(ji)乎所有的(de)熔化焊(han)接方法均可(ke)用于焊(han)接奧(ao)(ao)氏體(ti)不銹鋼(gang)，奧(ao)(ao)氏體(ti)不銹鋼(gang)的(de)熱物理性能和組(zu)織特點(dian)決定了其焊(han)接工藝要點(dian)。

①由于(yu)奧氏體(ti)不銹鋼導熱系數小(xiao)而熱膨脹系數大，焊(han)(han)接(jie)時易于(yu)產生較大的(de)變(bian)形和焊(han)(han)接(jie)應(ying)(ying)力，因(yin)此(ci)應(ying)(ying)盡(jin)可能選用焊(han)(han)接(jie)能量(liang)集中的(de)焊(han)(han)接(jie)方法。

②由于奧氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)導熱系數(shu)小，在(zai)同(tong)樣(yang)的(de)電流下，可比低(di)合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)得到較(jiao)大(da)的(de)熔深(shen)。同(tong)時又(you)由于其(qi)電阻率大(da)，在(zai)焊(han)條電弧焊(han)時，為了避免焊(han)條發(fa)紅，與同(tong)直徑的(de)碳鋼(gang)(gang)或低(di)合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)焊(han)條相比，焊(han)接(jie)電流較(jiao)小。

③焊(han)接(jie)規范(fan)。一般不采(cai)用大線能量(liang)進行焊(han)接(jie)。焊(han)條電弧焊(han)時，宜(yi)采(cai)用小直徑焊(han)條，快速多(duo)道焊(han)，對于要求高的焊(han)縫，甚至采(cai)用澆冷水(shui)的方(fang)法以加速冷卻(que)，對于純奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)及超級奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)，由于熱裂紋敏(min)感(gan)性大，更(geng)應嚴格控制焊(han)接(jie)線能量(liang)，防止焊(han)縫晶粒嚴重長(chang)大與焊(han)接(jie)熱裂紋的發(fa)生。

④為進(jin)步焊縫的抗熱(re)裂性能和耐蝕性能，焊接時，要(yao)特(te)別留意焊接區的清潔(jie)，避免(mian)有(you)害元(yuan)素(su)滲透焊縫。

⑤奧氏體不(bu)銹鋼焊(han)接時一般(ban)不(bu)需要預熱。為了防止(zhi)焊(han)縫和(he)熱影(ying)響(xiang)區的晶(jing)粒長(chang)大及碳化物的析出，保證焊(han)接接頭的塑、韌性和(he)耐蝕姓(xing)，應控制(zhi)較(jiao)低的層間溫(wen)度，一般(ban)不(bu)超過150℃。

2. 鐵素(su)體不銹(xiu)鋼焊接要點(dian)

鐵(tie)素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)形成(cheng)元(yuan)素(su)相(xiang)對較(jiao)多(duo)，奧氏體(ti)形成(cheng)元(yuan)素(su)相(xiang)對較(jiao)少，材(cai)料淬硬和冷(leng)裂傾(qing)向較(jiao)小。鐵(tie)素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼在焊(han)接(jie)熱(re)循(xun)環的(de)作用下(xia)，熱(re)影(ying)響區晶粒(li)明(ming)顯長(chang)大(da)，接(jie)頭的(de)韌(ren)性和塑性急(ji)劇(ju)下(xia)降(jiang)。熱(re)影(ying)響區晶粒(li)長(chang)大(da)的(de)程度取決于焊(han)接(jie)時(shi)所達到的(de)最高溫度及其保持時(shi)間，為(wei)此，在焊(han)接(jie)鐵(tie)素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼時(shi)，應盡量采(cai)用小的(de)線能(neng)量，即采(cai)用能(neng)量集中的(de)方法，如小電流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(de)作用(yong)，一般鐵素(su)體不銹鋼在(zai)熱影(ying)響區的(de)高溫區產生(sheng)敏化，在(zai)某(mou)些介(jie)質(zhi)中產生(sheng)晶間腐(fu)蝕。焊后(hou)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焊(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)、氣(qi)體保護焊(han)(han)、埋弧(hu)焊(han)(han)焊(han)(han)等熔(rong)焊(han)(han)方法。由于高鉻鋼固(gu)有(you)的(de)低(di)塑性(xing)，以(yi)及(ji)焊(han)(han)接熱(re)循環引起的(de)熱(re)影(ying)響區晶粒(li)長大和(he)碳化物(wu)(wu)、氮化物(wu)(wu)在晶界集(ji)聚，焊(han)(han)接接頭的(de)塑性(xing)和(he)韌(ren)性(xing)都很低(di)。在采用與(yu)母材(cai)化學成分相似的(de)焊(han)(han)材(cai)且(qie)拘束度(du)大時(shi)，很易產生裂紋(wen)。為(wei)了(le)防止裂紋(wen)，改(gai)善接頭塑性(xing)和(he)耐(nai)蝕性(xing)，以(yi)焊(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)為(wei)例(li)，可以(yi)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(de)線能量、不擺動(dong)焊接。多層焊時(shi)，應控制(zhi)層間(jian)溫度不高于(yu)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。

3. 馬氏體不(bu)銹鋼焊接要(yao)點(dian)

對(dui)于Cr13型馬氏體不銹鋼，當采用同材質焊條進行焊接時，為了降低冷裂紋敏感性，確保焊接接頭塑、韌性，應選用低氫型焊條并同時采取下列措施：

①預熱。預熱溫度隨鋼材(cai)含碳量的增加而進步，一般在(zai)100℃～350℃范圍內。

②后(hou)熱(re)。對于含碳量(liang)較高或拘(ju)束度大的焊(han)接接頭，焊(han)后(hou)采取后(hou)熱(re)措施，以防止(zhi)焊(han)接氫致裂紋。

③焊后熱處理(li)。為(wei)改(gai)善焊接接頭塑、韌性和(he)耐蝕性，焊后熱處理(li)溫度一般為(wei)650℃～750℃，保溫時間按1h/25mm計。

對于超級及低碳(tan)馬(ma)氏體(ti)不銹鋼，一般可不采取預熱(re)(re)措施，當(dang)拘束度(du)大(da)或焊縫中含氫量較高時，采取預熱(re)(re)及后熱(re)(re)措施，預熱(re)(re)溫(wen)度(du)一般為100℃～150℃，焊后熱處理溫度為590℃～620℃。

對于含(han)碳量(liang)較高的馬氏體(ti)鋼。或在(zai)焊(han)(han)前預熱、焊(han)(han)后熱處(chu)理難(nan)以(yi)(yi)實施(shi)，以(yi)(yi)及接頭拘束度(du)較大(da)的情況下，工程中也可(ke)用奧(ao)氏體(ti)型的焊(han)(han)材，以(yi)(yi)進步焊(han)(han)接接頭的塑、韌性(xing)，防止產生裂紋。但此時(shi)焊(han)(han)縫金(jin)屬為奧(ao)氏體(ti)組織(zhi)或以(yi)(yi)奧(ao)氏體(ti)為主的組織(zhi)時(shi)，與母(mu)材強(qiang)度(du)相比(bi)實為低強(qiang)匹(pi)配(pei)，而且焊(han)(han)縫金(jin)屬與母(mu)材在(zai)化學(xue)(xue)成分(fen)、金(jin)相組織(zhi)、熱物(wu)理性(xing)能、力(li)(li)學(xue)(xue)性(xing)能差別很大(da)，焊(han)(han)接殘余應力(li)(li)不可(ke)避免，輕易引(yin)發(fa)應力(li)(li)腐蝕或高溫蠕變(bian)破壞。

四、 雙(shuang)相不銹鋼的焊接

1. 雙相不銹鋼的類型

雙相不(bu)銹鋼由于具有奧氏體+鐵素體雙相組織，且兩個相組織的含量基本相當，故兼有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特點。屈服強度可達400Mpa～550MPa，是普通奧氏體不銹鋼的2倍。與鐵素體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的韌性高，脆性轉變溫度低，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均明顯進步；同時又保存了鐵素體不銹鋼的一些特點，如475℃脆性、熱導率高、線膨脹系數小，具有超塑性及磁性等。與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的強度高，特別是屈服強度明顯進步，且耐孔蝕性、耐應力腐蝕、耐腐蝕疲憊等性能也有明顯的改善。

雙相不(bu)銹鋼按其化(hua)學成分(fen)分(fen)類，可(ke)分(fen)為Cr18型、Cr23(不含Mo)型、Cr22型和Cr25型四類。對于Cr25型雙相不銹鋼又可分為普通型和超級雙相不銹鋼，其中近年來應用較多的是Cr22型和Cr25型。我國采用的雙相不銹鋼以瑞典產居多，具體牌號有：3RE60(Cr18型)，SAF2304(Cr23型)，SAF2205 (Cr22型)，SAF2507(Cr25型)。

2. 雙相不銹鋼的焊(han)接(jie)特點

①雙相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)具有良(liang)好的焊接性(xing)，它既不(bu)像鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)焊接時(shi)熱影響區易脆(cui)化，也不(bu)像奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)易產生(sheng)焊接熱裂紋，但由(you)于(yu)它有大(da)量的鐵(tie)素(su)體(ti)，當剛性(xing)較(jiao)(jiao)大(da)或焊縫含(han)氫(qing)(qing)量較(jiao)(jiao)高時(shi)，有可能(neng)產生(sheng)氫(qing)(qing)致冷裂紋，因此嚴格(ge)控制氫(qing)(qing)的來源是非(fei)常重要的。

②為(wei)了(le)保證(zheng)雙(shuang)相(xiang)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)特點(dian)，確保焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)組(zu)織(zhi)中奧氏體及鐵(tie)素(su)體比(bi)例合適是這類鋼(gang)(gang)焊(han)接(jie)的(de)(de)(de)關鍵所在(zai)。當焊(han)后接(jie)頭(tou)冷卻速(su)度較慢時(shi)，δ→γ的(de)(de)(de)二(er)次相(xiang)變(bian)化較充分，因此到(dao)室溫時(shi)可(ke)得到(dao)相(xiang)比(bi)例比(bi)較合適的(de)(de)(de)雙(shuang)相(xiang)組(zu)織(zhi)，這就要(yao)(yao)求在(zai)焊(han)接(jie)時(shi)要(yao)(yao)有(you)適當大的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)熱輸人量，否則若焊(han)后冷卻速(su)度較快時(shi)，會使δ鐵(tie)素(su)體相(xiang)增多(duo)，導(dao)致接(jie)頭(tou)塑韌性(xing)及耐蝕性(xing)嚴重下降(jiang)。

3. 雙相不銹(xiu)鋼焊(han)材選用

雙相不銹鋼用的焊材，其特點是焊縫組織(zhi)為奧氏體占優的雙相組織(zhi)，主要耐蝕元素(su)(鉻、鉬等)含量與母材相當，從而保證與母材相當的耐蝕性。為了保證焊縫中奧氏體的含量，通常是進步鎳和氮的含量，也就是進步約2％～4％的鎳當量。在雙相不銹鋼母材中，一般都有一定量的氮含量，在焊材中也希看有一定的含氮量，但一般不宜太高，否則會產生氣孔。這樣鎳含量較高就成了焊材與母材的一個主要區別。

根據(ju)耐腐蝕性(xing)、接頭韌性(xing)的要求不同(tong)來選(xuan)擇與母(mu)材化(hua)學(xue)成分(fen)相匹配的焊條，如(ru)焊接Cr22型雙相不銹鋼，可選用Cr22Ni9Mo3型焊條，如E2209焊條。采用酸性焊條時脫渣優良，焊縫成形美觀，但沖擊韌性較低，當要求焊縫金屬具有較高的沖擊韌性，并需進行全位置焊接時，應采用堿性焊條。當根部封底焊時，通常采用堿性焊條。當對焊縫金屬的耐腐蝕性能具有特殊要求時，還應采用超級雙相鋼成分的堿性焊條。

對(dui)(dui)于實心氣體保(bao)護(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)絲(si)，在保(bao)證焊(han)(han)(han)縫金屬具有良好耐腐蝕性(xing)與(yu)力學性(xing)能(neng)的(de)(de)同時(shi)，還應留(liu)意其焊(han)(han)(han)接工藝性(xing)能(neng)，對(dui)(dui)于藥(yao)(yao)芯焊(han)(han)(han)絲(si)，當要求焊(han)(han)(han)縫成形美觀時(shi)，可(ke)采用(yong)金紅石型或鈦鈣型藥(yao)(yao)芯焊(han)(han)(han)絲(si)，當要求較(jiao)(jiao)高的(de)(de)沖(chong)擊(ji)韌度(du)或在較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)拘束(shu)度(du)條(tiao)件下焊(han)(han)(han)接時(shi)，宜采用(yong)堿度(du)較(jiao)(jiao)高的(de)(de)藥(yao)(yao)芯焊(han)(han)(han)絲(si)。

對于埋(mai)弧(hu)焊(han)宜采(cai)用直徑較小的焊(han)絲，實(shi)現中小焊(han)接(jie)規范下的多(duo)層多(duo)道焊(han)，以防(fang)止(zhi)焊(han)接(jie)熱影響(xiang)區及焊(han)縫金屬的脆化，并采(cai)用配套的堿性焊(han)劑(ji)。

4. 雙相(xiang)不銹鋼的焊接要點

①焊(han)接(jie)熱過程的控制焊(han)接(jie)線能量(liang)、層間溫度、預熱及(ji)(ji)材料厚度等都會(hui)影響(xiang)(xiang)(xiang)焊(han)接(jie)時的冷卻(que)速(su)度，從而(er)影響(xiang)(xiang)(xiang)到(dao)焊(han)縫和(he)熱影響(xiang)(xiang)(xiang)區的組織和(he)性(xing)能。冷卻(que)速(su)度太快和(he)太慢(man)都會(hui)影響(xiang)(xiang)(xiang)到(dao)雙相(xiang)鋼焊(han)接(jie)接(jie)頭的韌性(xing)和(he)耐腐蝕(shi)性(xing)能。冷卻(que)速(su)度太快時會(hui)引起過多的α相(xiang)含量(liang)以及(ji)(ji)Cr2N的析出增加。過慢的冷卻速度會引起晶粒嚴重粗大，甚至有可能析出一些脆性的金屬間化合物，如σ相。表1列出了一些推薦的焊接線能量和層間溫度的范圍。在選擇線能量時還應考慮到具體的材料厚度，表中線能量的上限適合于厚板，下限適合于薄板。在焊接合金含量高的ω(Cr)為25%的雙相鋼和超級不銹鋼時，為獲得最佳的焊縫金屬性能，建議最高層間溫度控制在100℃。當焊后要求熱處理時可以不限制層間溫度。

②焊(han)(han)后(hou)(hou)熱處理 雙相不銹鋼(gang)焊(han)(han)后(hou)(hou)最好不進行熱處理，但當焊(han)(han)態下α相含量超過了要求或析出了有害相，如σ相時，可采用焊后熱處理來改善。所用的熱處理方法是水淬。熱處理時加熱應盡可能快，在熱處理溫度下的保溫時間為5～30min，應該足以恢復相的平衡。在熱處理時金屬的氧化非常嚴重，應考慮采用惰性氣體保護。對于ω(Cr)為22%的雙相鋼應在1050℃～1100℃溫度下進行熱處理(li)，而ω(Cr)為25%的雙相鋼和超級雙相鋼要求在1070℃～1120℃溫度下(xia)進行熱處(chu)理。

五、不銹(xiu)鋼壓力容器焊接(jie)實例(li)

直徑(jing)為800mm，壁厚為10mm的閃蒸罐，殼體材質為06Cr19Ni10不銹鋼。

說明：

①筒(tong)體(ti)直徑為(wei)800mm，焊工可以鉆進筒體內焊接，故筒體縱、環縫采用焊條電弧焊進行雙面焊。

②本(ben)設備無人(ren)孔(kong)，故合攏焊(han)縫只(zhi)能從(cong)外側焊(han)接。為(wei)保(bao)證焊(han)接質(zhi)量(liang)，采(cai)用TIG焊打底。但不銹鋼氬弧焊焊接時背面金屬會被氧化，以前只能通過采用背面充氬保護的方法，但是當設備較大或背面無法實施氬氣保護時，將大量浪費氬氣，且仍可能出現保護不好。為解決這一工藝困難，日本油脂公司焊接事業部開發制造了一種背面自保護不銹鋼TIG焊絲，這是一種具有特殊涂層的焊絲，涂層（即藥皮）熔化后會滲透到熔池背面，形成一層致密的保護層，相當于焊條藥皮的作用。這用焊絲的使用方法與普通的TIG焊絲完全相同，涂層不會影響正面的電弧和熔池形態，大大降低了不銹鋼氬弧焊的焊接本錢。本設備中，若采用背面氬氣保護，氬氣浪費嚴重，故采用了自保護焊絲。

③接(jie)管與(yu)平焊(han)法蘭(lan)角(jiao)焊(han)縫、接(jie)管與(yu)殼(ke)體角(jiao)焊(han)縫，鑒于此(ci)部位焊(han)縫外形和焊(han)接(jie)條件，一(yi)般選用(yong)焊(han)條電弧焊(han)。若接(jie)管直徑太小，為了減少焊(han)接(jie)難度，也可(ke)以采用(yong)TIG焊。

④支座與殼體焊接(jie)角焊縫屬非承壓焊縫，采用熔(rong)化(hua)極氣(qi)體保護焊(保護氣體為純CO₂)，效率高，焊縫成形好。TFW-308L為焊材牌號，其焊材型號為E308LT1-1(AWS A5.22)。

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