近年來研發的一種新型高純度鐵素(su)體(ti)不銹鋼，其成分特點為超低碳（C＋N）及中Cr（質量分數為18％），同時添加了少量的合金元素Nb（質量分數為0.45％～0.50％）及Ti（質量分數約為0.15％）以實現Cr的雙穩定化；其組織特點為單相鐵素體組織，高溫到室溫無組織轉變；性能特點除了具有良好的耐蝕性外，同時還具有良好的力學性能。與奧氏體不銹鋼，相比，鐵素體不銹鋼導熱性好，熱脹系數小，且具有更好的經濟性。但使用成品的厚度一般都小于3mm，該鋼需經焊接加工時，厚度限制范圍更小，一般小于2mm。
某(mou)鋼(gang)生產的022Cr18NbTi，厚為(wei)1.5mm冷軋退火鋼(gang)板，對其(qi)進行焊(han)接工藝(yi)考核。其(qi)化學(xue)成分(fen)和力學(xue)性能(neng)見表(biao)4-9和表(biao)4-10。
1. 焊接(jie)參數的(de)選定(ding)
焊(han)接方法采用鎢極(ji)氬弧焊(han)，鎢極(ji)直徑為(wei)2.4mm，I形坡口水平對接焊(han)，氬氣流(liu)(liu)量為(wei)8～10L/min，電源(yuan)極(ji)性為(wei)直流(liu)(liu)正接。定位焊(han)后(hou)進(jin)行(xing)連續焊(han)接，選擇(ze)不同焊(han)接參數（見表4-11）來確定良(liang)好的焊(han)接接頭力學性能和(he)組織。
2. 對焊接接頭(tou)進行分析
a. 焊接(jie)接(jie)頭力學性能(neng)檢(jian)測(ce)：
按(an)有(you)關標(biao)準執行，焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)室溫拉伸試驗(yan)結果(guo)見(jian)表(biao)4-12，可(ke)(ke)以看出：3號試樣(yang)由于焊(han)(han)接(jie)(jie)時添(tian)加了焊(han)(han)絲，焊(han)(han)縫(feng)有(you)余(yu)高，因此抗(kang)靜載荷能力強(qiang)，斷(duan)裂(lie)位置(zhi)在母材；1號和2號試樣(yang)均斷(duan)裂(lie)于焊(han)(han)縫(feng)，其(qi)斷(duan)裂(lie)強(qiang)度不(bu)小于母材95％。從表(biao)4-12中還(huan)可(ke)(ke)以看出3個試樣(yang)熱(re)影響區粗晶(jing)區的硬度值與母材相(xiang)比變化不(bu)大。室溫彎(wan)(wan)曲(qu)試驗(yan)：焊(han)(han)縫(feng)位于試樣(yang)中心，彎(wan)(wan)曲(qu)直徑(jing)為2倍試樣(yang)厚度，彎(wan)(wan)曲(qu)角度為180°。各個試樣(yang)的面彎(wan)(wan)和背(bei)彎(wan)(wan)試樣(yang)都(dou)合格(ge)，未出現裂(lie)紋，表(biao)明(ming)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)具有(you)良好的抗(kang)彎(wan)(wan)性能，其(qi)對(dui)晶(jing)粒度不(bu)敏感。
b. 焊接(jie)接(jie)頭(tou)室溫金相組織：
通過(guo)對比(bi)(bi)可以發現，1號試樣焊(han)(han)(han)縫和熱(re)影(ying)(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)粗(cu)(cu)晶(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)(qu)和細(xi)晶(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)都特別粗(cu)(cu)大，粗(cu)(cu)晶(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)度(du)達0～1級(ji)。2號試樣熱(re)影(ying)(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)粗(cu)(cu)晶(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)(qu)和細(xi)晶(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)尺(chi)寸(cun)與(yu)1號試樣相(xiang)比(bi)(bi)顯著減小，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)度(du)為(wei)4級(ji)。3號試樣由于填充(chong)了E308L奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)焊(han)(han)(han)絲，焊(han)(han)(han)縫區(qu)(qu)(qu)(qu)可以大致(zhi)分為(wei)兩部分，一(yi)是(shi)位于表(biao)(biao)層的(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)區(qu)(qu)(qu)(qu)，熔合比(bi)(bi)小，組(zu)織(zhi)為(wei)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)焊(han)(han)(han)態組(zu)織(zhi)；二是(shi)位于焊(han)(han)(han)縫根部的(de)鐵素體(ti)(ti)區(qu)(qu)(qu)(qu)，熔合比(bi)(bi)大，組(zu)織(zhi)為(wei)粗(cu)(cu)大的(de)柱(zhu)狀(zhuang)晶(jing)(jing)(jing)，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)生長方向朝(chao)焊(han)(han)(han)縫表(biao)(biao)面而不是(shi)熱(re)影(ying)(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)(qu)，焊(han)(han)(han)接熱(re)影(ying)(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)(qu)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)尺(chi)寸(cun)較小，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)度(du)在3～4級(ji)之(zhi)間，且寬(kuan)度(du)較窄。另外，還(huan)觀察到3號試樣沒有(you)明顯的(de)熱(re)影(ying)(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)(qu)粗(cu)(cu)晶(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)過(guo)渡區(qu)(qu)(qu)(qu)，表(biao)(biao)明添加奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)焊(han)(han)(han)絲對改善接頭組(zu)織(zhi)，提高力學性(xing)能是(shi)有(you)益的(de)。
眾所周知(zhi)，鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)晶粒受熱(re)易粗化(hua)，在焊接(jie)(jie)(jie)熱(re)循(xun)環過程中，熱(re)影(ying)響區晶粒不可(ke)(ke)避免地(di)長大而使性能下(xia)降。對于(yu)(yu)022Cr18NbTi鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)焊接(jie)(jie)(jie)而言，焊接(jie)(jie)(jie)參數可(ke)(ke)調范圍比(bi)較(jiao)窄，不但(dan)要嚴格控制焊接(jie)(jie)(jie)熱(re)輸入，而且要控制焊接(jie)(jie)(jie)電流(liu)處于(yu)(yu)一個(ge)較(jiao)低(di)的水平。
