近年來研發的一種新型高純度鐵素體(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。
某鋼(gang)生產(chan)的(de)022Cr18NbTi，厚為1.5mm冷軋退(tui)火(huo)鋼(gang)板，對其(qi)進行(xing)焊(han)接工藝考核(he)。其(qi)化學成分和力學性能(neng)見表4-9和表4-10。
1. 焊接參數的選定
焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方法采用鎢極(ji)氬(ya)弧焊(han)(han)(han)(han)，鎢極(ji)直(zhi)(zhi)徑為2.4mm，I形坡口水平對接(jie)(jie)焊(han)(han)(han)(han)，氬(ya)氣(qi)流量為8～10L/min，電源極(ji)性為直(zhi)(zhi)流正(zheng)接(jie)(jie)。定位焊(han)(han)(han)(han)后(hou)進行連續焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)，選擇不(bu)同(tong)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)參數(shu)（見表4-11）來確定良好的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭力(li)學(xue)性能和組織。
2. 對焊接接頭進(jin)行分析
a. 焊接接頭(tou)力學(xue)性能檢測：
按有(you)關標(biao)準執行，焊(han)接接頭(tou)室溫拉伸試(shi)驗結(jie)果(guo)見表4-12，可以看出(chu)：3號試(shi)樣(yang)由于(yu)焊(han)接時(shi)添加(jia)了焊(han)絲，焊(han)縫(feng)有(you)余高(gao)，因此抗靜載(zai)荷能力強，斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)位(wei)置在母材；1號和2號試(shi)樣(yang)均(jun)斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)于(yu)焊(han)縫(feng)，其斷(duan)裂(lie)(lie)(lie)強度不小于(yu)母材95％。從表4-12中(zhong)(zhong)還可以看出(chu)3個試(shi)樣(yang)熱(re)影響區粗(cu)晶(jing)(jing)區的硬度值與母材相比變化不大(da)。室溫彎(wan)(wan)曲(qu)試(shi)驗：焊(han)縫(feng)位(wei)于(yu)試(shi)樣(yang)中(zhong)(zhong)心(xin)，彎(wan)(wan)曲(qu)直徑(jing)為(wei)2倍試(shi)樣(yang)厚(hou)度，彎(wan)(wan)曲(qu)角度為(wei)180°。各(ge)個試(shi)樣(yang)的面彎(wan)(wan)和背彎(wan)(wan)試(shi)樣(yang)都合格，未出(chu)現(xian)裂(lie)(lie)(lie)紋，表明焊(han)接接頭(tou)具有(you)良好的抗彎(wan)(wan)性(xing)能，其對晶(jing)(jing)粒度不敏感。
b. 焊接接頭室溫金(jin)相組織：
通(tong)過對比可(ke)以(yi)發現，1號(hao)試(shi)樣(yang)(yang)焊(han)縫(feng)和熱影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)的(de)(de)粗(cu)(cu)晶(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)和細(xi)晶(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)都特別粗(cu)(cu)大，粗(cu)(cu)晶(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)度達0～1級(ji)。2號(hao)試(shi)樣(yang)(yang)熱影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)的(de)(de)粗(cu)(cu)晶(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)和細(xi)晶(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)尺寸與1號(hao)試(shi)樣(yang)(yang)相比顯著減小(xiao)，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)度為(wei)(wei)4級(ji)。3號(hao)試(shi)樣(yang)(yang)由于(yu)(yu)填(tian)充了E308L奧(ao)氏(shi)體(ti)焊(han)絲，焊(han)縫(feng)區(qu)(qu)可(ke)以(yi)大致分(fen)(fen)為(wei)(wei)兩部(bu)分(fen)(fen)，一是位(wei)于(yu)(yu)表層的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)區(qu)(qu)，熔合比小(xiao)，組(zu)織為(wei)(wei)奧(ao)氏(shi)體(ti)焊(han)態組(zu)織；二是位(wei)于(yu)(yu)焊(han)縫(feng)根部(bu)的(de)(de)鐵(tie)素體(ti)區(qu)(qu)，熔合比大，組(zu)織為(wei)(wei)粗(cu)(cu)大的(de)(de)柱狀晶(jing)(jing)(jing)，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)生長(chang)方向朝焊(han)縫(feng)表面而不(bu)是熱影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)，焊(han)接(jie)熱影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)尺寸較(jiao)小(xiao)，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)度在3～4級(ji)之間，且寬度較(jiao)窄。另(ling)外，還觀(guan)察到3號(hao)試(shi)樣(yang)(yang)沒(mei)有明顯的(de)(de)熱影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)粗(cu)(cu)晶(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)的(de)(de)過渡區(qu)(qu)，表明添加奧(ao)氏(shi)體(ti)焊(han)絲對改善接(jie)頭組(zu)織，提高力學性(xing)能(neng)是有益的(de)(de)。
眾所周知，鐵素體(ti)不銹鋼(gang)晶(jing)(jing)粒(li)受熱(re)易(yi)粗化，在焊接(jie)熱(re)循(xun)環(huan)過程中，熱(re)影響(xiang)區晶(jing)(jing)粒(li)不可避免地長大而使性能下降。對于(yu)022Cr18NbTi鐵素體(ti)不銹鋼(gang)焊接(jie)而言，焊接(jie)參數可調范圍比較窄，不但要(yao)(yao)嚴格控制焊接(jie)熱(re)輸入，而且要(yao)(yao)控制焊接(jie)電流處(chu)于(yu)一個較低的水平。
