奥氏体不锈钢的焊接特点及焊条选用知识汇总
admin奥氏体不锈钢具有良好的焊接性，目前工业上应用最广，焊接时一般不需要采取特殊的工艺措施，本文比较详细的分析了奥氏体不锈钢在焊接时产生热裂纹、晶间腐蚀、应力腐蚀开裂、焊接接头的脆化（低温脆化、相脆化、熔合线脆断）原因和防治措施，通过焊接特点理论和实践分析，着重介绍了奥氏体不锈钢在焊接不同材料和处于不同工作环境条件时焊条的选用原则方法，只有工艺措施和焊条选用合理，才可以焊接出完美的焊缝。
在不锈钢中，奥氏体不锈钢(18-8型不锈钢)比其他不锈钢具有更优良的耐腐蚀性；强度较低，而塑性、韧性极好；焊接性能良好，其主要用作化工容器、设备和零件等，它是目前工业上应用最广的不锈钢。虽然奥氏体不锈钢有诸多优点但是若焊接工艺不正确或焊接材料选用不当，会产生很多缺陷，最终影响使用性能。
（一）容易出现热裂纹
1.产生原因
（2）导热系数小，线膨胀系数大，焊接时会产生较大的焊接内应力（一般是焊缝和热影响区受拉应力）。
2.防止措施
（2）焊接工艺措施在焊接工艺上尽量选用碱性药皮的优质焊条、采用小线能量，小电流、快速不摆动焊,收尾时尽量填满弧坑及采用氩弧焊打底等，可减小焊接应力和弧坑裂。
（二）晶间腐蚀
1．产生原因
2.防止措施
（2）添加稳定剂在钢材和焊接材料中加入Ti、Nｂ等与Ｃ亲和力比Cr强的元素，能够与Ｃ结合成稳定碳化物，从而避免在奥氏体晶界造成贫铬。常用的不锈钢材和焊接材料都含有Ti、Nb，如１Cr18Ni9Ti、１Cr18Ni12MO2Ti钢材、E347-15焊条、H0Cr19Ni9Ti焊丝等。
（4）快速冷却因为奥氏体不锈钢不会产生淬硬现象，所以在焊接过程中，可以设法增加焊接接头的冷却速度，如焊件下面用铜垫板或直接浇水冷却。在焊接工艺上，可以采用小电流、大焊速、短弧、多道焊等措施，缩短焊接接头在危险温度区停留的时间，以免形成贫铬区。
（三）应力腐蚀开裂
应力腐蚀最大特点之一是腐蚀介质与材料的组合上有选择性。容易引起奥氏体不锈钢应力腐蚀主要是盐酸和氯化物含有氯离子的介质，还有硫酸、硝酸、氢氧化物（碱）、海水、水蒸气、H2S水溶液、浓NaHCO3+NH3+NaCl水溶液等介质等。
应力腐蚀开裂是焊接接头在特定腐蚀环境下受拉伸应力作用时所产生的延迟开裂现象。奥氏体不锈钢焊接接头的应力腐蚀开裂是焊接接头比较严重的失效形式,表现为无塑性变形的脆性破坏。
（1）合理制定成形加工和组装工艺尽可能减小冷作变形度,避免强制组装,防止组装过程中造成各种伤痕(各种组装伤痕及电弧灼痕都会成为SCC的裂源,易造成腐蚀坑。
（3）采取合适的焊接工艺保证焊缝成形良好,不产生任何应力集中或点蚀的缺陷,如咬边等采取合理的焊接顺序,降低焊接残余应力水平。例如，避免十字交叉焊缝，Y形坡口改为X形坡口、适当减小坡口角度、采用短焊焊道、采用小线能量。
（四）焊接接头的脆化
1.焊缝金属的低温脆化（475℃脆化）
含有较多铁素体的相（超过15%～20%）的双相焊缝组织，经过350～500℃加热后，塑性和韧性会显著下降，由于475℃时脆化速度最快，故称为475℃脆化。对于奥氏体不锈钢焊接接头，耐蚀性或抗氧化性并不总是最为关键的性能，在低温使用时，焊缝金属的塑韧性就成为关键性能。
（2）防治措施
②已产生475℃脆化的焊缝，可经900℃淬火消除。
（1）产生原因
（2）防止措施
②采用小规范,以减小焊缝金属在高温下的停留时间。
④把焊接接头加热到1000～1050℃，然后快速冷却。相一般在１Cr18Ni9Ti钢中一般不产生。
（1）产生原因
（2）防治措施
通过以上的分析，只有合理选择以上的焊接工艺措施或焊接材料都可以避免以上焊接缺陷的产生。奥氏体不锈钢具有优良的焊接性，几乎所有的焊接方法都可用于奥氏体不锈钢的焊接。
二、奥氏体不锈钢的焊条选用要点
不锈钢不同钢材牌号和焊条型号、牌号对照表
0Cr18Ni11
E308L-16
00Cr17Ni14Mo2
00Cr17Ni13Mo3
00Cr18Ni12Mo2
00Cr18Ni14Mo2Cu2
00Cr19Ni13Mo2Cu
E309Mo1-16
00Cr18Ni24Mo5Cu
00Cr18Ni24Mo5
0Cr19Ni9
钛钙型药皮
0Cr18Ni9
0Cr19Ni10
0Cr18Ni9
具有优良的抗晶间腐蚀能力
0Cr19Ni10Nb
00Cr17Ni13Mo2Ti
0Cr18Ni12Mo2
00Cr17Ni13Mo2Ti
0Cr18Ni12Mo2Nb
0Cr18Ni12Mo2Cu2
0Cr19Ni13Mo2Cu2
0Cr19Ni13Mo3
Mo含量高，抗非氧化性酸、有机酸性能佳
00Cr18Ni5Mo3Si2
1Cr23Ni13
00Cr18Ni5Mo3Si2
1Cr23Ni13Mo2
用于硬化性大铬钢和异种钢
1Cr18Ni9Ti
Cr16Ni25Mo6
Cr16Ni25Mo6
（一）要点一
（二）要点二
(三)要点三
（四）要点四（奥氏体耐热钢）
1.对Cr/Ni≥1的奥氏体耐热钢,如1Cr18Ni9Ti等,一般均采用奥氏体-铁素体不锈钢焊条,以焊缝金属中含2～5%铁素体为宜。铁素体含量过低时,焊缝金属抗裂性差；若过高,则在高温长期使用或热处理时易形成脆化相,造成裂纹。如A002、A102、A137。在某些特殊的应用场合,可能要求采用全奥氏体的焊缝金属时,可采用比如A402、A407焊条等。
（五）要点五（耐蚀不锈钢）
1.对于工作温度在300℃以上、有较强腐蚀性的介质,须采用含有Ti或Nb稳定化元素或超低碳不锈钢焊条。如A137或A002等。
3.工作,腐蚀性弱或仅为避免锈蚀污染的设备,方可采用不含Ti或Nb的不锈钢焊条。为保证焊缝金属的耐应力腐蚀能力,采用超合金化的焊材,即焊缝金属中的耐蚀合金元素(Cr、Ni等)含量高于母材。如采用00Cr18Ni12Mo2类型的焊接材料(如A022)焊接00Cr19Ni10焊件。
对于在低温条件下工作的奥氏体不锈钢,应保证焊接接头在使用温度的低温冲击韧性,故采用纯奥氏体焊条。如A402、A407。
也可选用镍基合金焊条。如采用Mo达9%的镍基焊材焊接Mo6型超级奥氏体不锈钢。
1.由于双相奥氏体钢焊缝金属本身含有一定量的铁素体,具有良好的塑性和韧性,从焊缝金属抗裂性角度进行比较,碱性药皮与钛钙型药皮焊条的差别不像碳钢焊条那样显著。因此在实际应用中,从焊接工艺性能方面着眼较多,大都采用药皮类型代号为17或16的焊条(如A102A、A102、A132等)。
综上所述,奥氏体不锈钢的焊接是有其独特特点的,奥氏体不锈钢在焊接时焊条选用尤其值得注意,通过长时间的实践证明，采用上述措施能达到针对不同材料实施不同的焊接方法和不同材料的焊条,不锈钢焊条必须根据母材和工作条件(包括工作温度和接触介质等)来选用。它对我们有很好的指导意义，这样才有可能能达到所预期的焊接质量。
E410-16
焊接0Cr13、1Cr13和耐磨、耐蚀的表面堆焊
E410-15
E410-15
焊接0Cr13、1Cr13和耐磨、耐蚀的表面堆焊
E430-16
E430-15
焊接Cr17不锈钢
E308L-16
E316L-16
焊接尿素及合成纤维设备
焊接合成纤维等设备，在稀、中浓度硫酸介质中工作的同类型超低碳不锈钢结构
焊接尿素合成塔中衬里板及堆焊和焊接同类型超低碳不锈钢结构
E309L-16
焊接合成纤维、石油化工设备用同类型的不锈钢结构、复合钢和异种钢结构
用于00Cr17Ni15Si4Nb、00Cr14Ni17Si4等耐浓硝酸腐蚀钢的焊接和补焊
E308-16
E308-16
E308-15
焊接工作温度低于300℃的耐腐蚀的0Cr19Ni9、0Cr19Ni11Ti不锈钢结构
E347-16
E347-16
E347-15
焊接重要的含钛稳定的0Cr19Ni11Ti型不锈钢
E316-16
焊接在有机和无机酸介质中工作的0Cr17Ni12Mo2不锈钢结构
E316-15
E318-16
焊接重要的0Cr17Ni12Mo2不锈钢设备，如尿素、合成纤维等设备
焊接相同类型含铜不锈钢结构，如0Cr18Ni12Mo2Cu2
同A207
焊接一般耐热、耐蚀的0Cr19Ni9及0Cr17Ni12Mo2不锈钢结构
E317-16
E317-16
E309-16
焊接同类型的不锈钢、不锈钢衬里、异种钢（Cr19Ni9同低碳钢）以及高铬钢、高锰钢等
E309-15
E309Mo-16
用于焊接耐硫酸介质腐蚀的同类型不锈钢容器，也可作不锈钢衬里、复合钢板、异种钢的焊接
E309Mo-15
E310-16
E310-16
用于在高温条件下工作的同类型耐热不锈钢焊接，也可用于硬化性大的铬钢以及异种钢的焊接
E310-15
E310-15
E310Mo-16
用于焊接在高温条件下工作的耐热不锈钢、不锈钢衬里，异种钢，在焊接淬硬性高的碳钢、低合金钢时韧性极好
E310H-16
专用于焊接HK40耐热钢
E16-25MoN-16
E16-25MoN-15
E16-8-2-16
E330MoMnWNb-15
用于醋酸、维尼纶、尿素等设备的焊接
焊接硫酸浓度50%和一定工作温度及大气压力的制造合成橡胶的管道，以及Cr18Ni18Mo2Cu2Ti等钢种
【进群方法】
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