近年來研發的一種新型高純度鐵(tie)素體不(bu)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(sheng)產的022Cr18NbTi，厚為1.5mm冷(leng)軋退火鋼(gang)板(ban)，對其(qi)進(jin)行焊接工(gong)藝考核。其(qi)化學(xue)成(cheng)分(fen)和(he)力學(xue)性能見表4-9和(he)表4-10。
1. 焊接(jie)參(can)數的選定
焊接(jie)方法采用(yong)鎢極氬(ya)弧焊，鎢極直徑為2.4mm，I形坡口水(shui)平對接(jie)焊，氬(ya)氣流(liu)量為8～10L/min，電源極性為直流(liu)正(zheng)接(jie)。定位焊后進行連續焊接(jie)，選擇不同焊接(jie)參數(shu)（見表4-11）來確定良(liang)好的焊接(jie)接(jie)頭力學性能和組織。
2. 對焊接接頭進(jin)行分(fen)析(xi)
a. 焊接(jie)接(jie)頭(tou)力學性能檢測：
按有關標準執行，焊(han)接接頭(tou)室溫拉伸試(shi)驗結(jie)果見(jian)表(biao)4-12，可以看出(chu)：3號(hao)試(shi)樣由(you)于(yu)(yu)焊(han)接時添加(jia)了焊(han)絲，焊(han)縫(feng)有余(yu)高，因此抗(kang)靜載荷能力強，斷(duan)裂位(wei)置在母材；1號(hao)和(he)2號(hao)試(shi)樣均斷(duan)裂于(yu)(yu)焊(han)縫(feng)，其(qi)斷(duan)裂強度(du)不小于(yu)(yu)母材95％。從表(biao)4-12中還可以看出(chu)3個試(shi)樣熱影(ying)響(xiang)區(qu)粗晶(jing)區(qu)的(de)硬度(du)值與(yu)母材相比變化不大(da)。室溫彎(wan)(wan)曲試(shi)驗：焊(han)縫(feng)位(wei)于(yu)(yu)試(shi)樣中心(xin)，彎(wan)(wan)曲直(zhi)徑(jing)為2倍試(shi)樣厚(hou)度(du)，彎(wan)(wan)曲角度(du)為180°。各個試(shi)樣的(de)面彎(wan)(wan)和(he)背彎(wan)(wan)試(shi)樣都合格(ge)，未出(chu)現裂紋，表(biao)明焊(han)接接頭(tou)具有良好的(de)抗(kang)彎(wan)(wan)性能，其(qi)對(dui)晶(jing)粒度(du)不敏感。
b. 焊接接頭室溫金相(xiang)組織：
通過對比(bi)(bi)可(ke)以發現，1號試(shi)樣焊縫和熱影(ying)(ying)響區(qu)(qu)的(de)粗晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)和細晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)都特別粗大，粗晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)度(du)達0～1級(ji)。2號試(shi)樣熱影(ying)(ying)響區(qu)(qu)的(de)粗晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)和細晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)的(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)尺寸與1號試(shi)樣相比(bi)(bi)顯著減小(xiao)(xiao)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)度(du)為4級(ji)。3號試(shi)樣由于填充了(le)E308L奧氏體(ti)(ti)焊絲(si)，焊縫區(qu)(qu)可(ke)以大致分為兩(liang)部分，一(yi)是位于表層的(de)奧氏體(ti)(ti)區(qu)(qu)，熔合比(bi)(bi)小(xiao)(xiao)，組織為奧氏體(ti)(ti)焊態(tai)組織；二是位于焊縫根部的(de)鐵素體(ti)(ti)區(qu)(qu)，熔合比(bi)(bi)大，組織為粗大的(de)柱(zhu)狀晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)生長方向朝焊縫表面(mian)而(er)不是熱影(ying)(ying)響區(qu)(qu)，焊接(jie)熱影(ying)(ying)響區(qu)(qu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)尺寸較(jiao)小(xiao)(xiao)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)度(du)在3～4級(ji)之(zhi)間，且寬度(du)較(jiao)窄。另(ling)外，還觀察到3號試(shi)樣沒有(you)明顯的(de)熱影(ying)(ying)響區(qu)(qu)粗晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)的(de)過渡區(qu)(qu)，表明添(tian)加(jia)奧氏體(ti)(ti)焊絲(si)對改善接(jie)頭組織，提(ti)高力學性能是有(you)益的(de)。
眾(zhong)所周知，鐵素體(ti)不銹鋼晶粒受(shou)熱(re)(re)易(yi)粗化，在焊(han)(han)接熱(re)(re)循環過程中，熱(re)(re)影響(xiang)區晶粒不可(ke)避免地長大而(er)使性能(neng)下降。對于022Cr18NbTi鐵素體(ti)不銹鋼焊(han)(han)接而(er)言(yan)，焊(han)(han)接參(can)數可(ke)調(diao)范圍比(bi)較窄，不但要嚴格控制(zhi)焊(han)(han)接熱(re)(re)輸入，而(er)且要控制(zhi)焊(han)(han)接電流處于一個較低的(de)水平。
