近年來研發的一種新型高純度鐵(tie)素體不銹鋼(gang)，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。
某鋼生產的(de)022Cr18NbTi，厚為1.5mm冷軋(ya)退火(huo)鋼板(ban)，對其進行(xing)焊接工(gong)藝考核(he)。其化學(xue)成(cheng)分和力學(xue)性能見(jian)表(biao)4-9和表(biao)4-10。
1. 焊接參(can)數(shu)的選定
焊(han)(han)接(jie)方(fang)法采用鎢極(ji)(ji)氬弧焊(han)(han)，鎢極(ji)(ji)直(zhi)徑為2.4mm，I形坡(po)口水平對接(jie)焊(han)(han)，氬氣(qi)流量為8～10L/min，電源(yuan)極(ji)(ji)性為直(zhi)流正(zheng)接(jie)。定位焊(han)(han)后進行連續焊(han)(han)接(jie)，選擇不同焊(han)(han)接(jie)參數(shu)（見(jian)表4-11）來確定良(liang)好的焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭力學(xue)性能和組織(zhi)。
2. 對焊(han)接接頭(tou)進行分(fen)析
a. 焊接(jie)接(jie)頭(tou)力學性(xing)能(neng)檢測：
按有(you)關標準執行，焊接接頭室溫(wen)拉伸試驗結果見表4-12，可(ke)(ke)以(yi)看出(chu)：3號(hao)(hao)試樣(yang)(yang)(yang)由于(yu)焊接時添加了(le)焊絲，焊縫有(you)余高，因此抗靜載荷能力(li)強(qiang)，斷(duan)裂(lie)位置在母材(cai)；1號(hao)(hao)和(he)2號(hao)(hao)試樣(yang)(yang)(yang)均斷(duan)裂(lie)于(yu)焊縫，其斷(duan)裂(lie)強(qiang)度不(bu)小于(yu)母材(cai)95％。從表4-12中(zhong)還(huan)可(ke)(ke)以(yi)看出(chu)3個試樣(yang)(yang)(yang)熱影響區粗晶區的(de)硬度值與母材(cai)相比(bi)變(bian)化不(bu)大(da)。室溫(wen)彎(wan)(wan)曲試驗：焊縫位于(yu)試樣(yang)(yang)(yang)中(zhong)心(xin)，彎(wan)(wan)曲直徑為(wei)2倍試樣(yang)(yang)(yang)厚度，彎(wan)(wan)曲角度為(wei)180°。各個試樣(yang)(yang)(yang)的(de)面彎(wan)(wan)和(he)背(bei)彎(wan)(wan)試樣(yang)(yang)(yang)都合格，未出(chu)現裂(lie)紋，表明焊接接頭具有(you)良好的(de)抗彎(wan)(wan)性能，其對(dui)晶粒度不(bu)敏感。
b. 焊接接頭(tou)室溫金相組織：
通過對(dui)比可以發現，1號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)焊縫(feng)(feng)和熱(re)影(ying)響區(qu)(qu)的(de)(de)(de)粗(cu)(cu)晶(jing)區(qu)(qu)和細晶(jing)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)晶(jing)粒(li)都特別(bie)粗(cu)(cu)大(da)，粗(cu)(cu)晶(jing)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)晶(jing)粒(li)度(du)(du)達0～1級。2號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)熱(re)影(ying)響區(qu)(qu)的(de)(de)(de)粗(cu)(cu)晶(jing)區(qu)(qu)和細晶(jing)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)晶(jing)粒(li)尺寸與1號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)相(xiang)比顯著減小，晶(jing)粒(li)度(du)(du)為(wei)4級。3號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)由于(yu)填(tian)充了E308L奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)焊絲，焊縫(feng)(feng)區(qu)(qu)可以大(da)致分為(wei)兩部分，一(yi)是位于(yu)表(biao)層的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)區(qu)(qu)，熔合比小，組(zu)(zu)織(zhi)為(wei)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)焊態組(zu)(zu)織(zhi)；二是位于(yu)焊縫(feng)(feng)根部的(de)(de)(de)鐵素體(ti)(ti)(ti)區(qu)(qu)，熔合比大(da)，組(zu)(zu)織(zhi)為(wei)粗(cu)(cu)大(da)的(de)(de)(de)柱狀晶(jing)，晶(jing)粒(li)生長(chang)方(fang)向(xiang)朝焊縫(feng)(feng)表(biao)面而不是熱(re)影(ying)響區(qu)(qu)，焊接(jie)熱(re)影(ying)響區(qu)(qu)晶(jing)粒(li)尺寸較小，晶(jing)粒(li)度(du)(du)在3～4級之間，且寬(kuan)度(du)(du)較窄。另外，還觀(guan)察到3號(hao)(hao)試(shi)樣(yang)沒有明顯的(de)(de)(de)熱(re)影(ying)響區(qu)(qu)粗(cu)(cu)晶(jing)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)過渡區(qu)(qu)，表(biao)明添(tian)加奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)焊絲對(dui)改(gai)善接(jie)頭組(zu)(zu)織(zhi)，提高力(li)學性能(neng)是有益的(de)(de)(de)。
眾所周知(zhi)，鐵素體不(bu)銹鋼(gang)晶(jing)粒受熱(re)易粗化，在(zai)焊接(jie)熱(re)循環(huan)過程中，熱(re)影響區(qu)晶(jing)粒不(bu)可避免地長大而(er)使(shi)性(xing)能(neng)下降。對(dui)于022Cr18NbTi鐵素體不(bu)銹鋼(gang)焊接(jie)而(er)言，焊接(jie)參(can)數可調范圍比較窄，不(bu)但要嚴格控制(zhi)焊接(jie)熱(re)輸入，而(er)且(qie)要控制(zhi)焊接(jie)電流(liu)處于一個較低(di)的水平。
