許多焊接方法都可用于不銹(xiu)鋼的焊接，但對于不同類型的不銹鋼，由于其組織與性能存在較大的差異，焊接性也各不相同，因此，不同的焊接方法對于不同類型的不銹鋼具有不同的適用性。在選擇焊接方法時，要根據不銹鋼母材的焊接性，對焊接接頭力學性能、耐腐蝕性能的綜合要求來確定。例如埋弧焊是一種高效優質的焊接方法，對于含有少量鐵素體的奧氏體不銹鋼焊縫來講，通常不會產生焊接熱裂紋，但對于純奧氏體不銹鋼焊縫，由于許多焊劑向焊縫金屬中增硅，焊縫金屬容易形成粗大的單相奧氏體柱狀晶，焊縫金屬的熱裂紋敏感性大，因此一般不采用埋弧焊焊接純奧氏體不銹鋼，除非采用特殊的焊劑。當焊接接頭的腐蝕性要求高時，鎢極氬焊等惰性氣體保護焊具有明顯的優勢。對于一些特種焊接方法，如電阻點焊、縫焊、閃光焊及螺柱焊，也可用于不銹鋼的焊接，與普通低碳鋼相比，由于不銹鋼具有較高的電阻和較高的強度，因此需要較低的焊接電流和較大的壓力或頂鍛力。釬焊也廣泛應用于不銹鋼的連接，母材類型不同，釬焊溫度也不同，與普通碳鋼相比，不銹鋼用釬劑有較強的腐蝕性，為了防止殘留的釬劑對釬焊接頭的腐蝕，需對釬焊接頭予以仔細的清理。現如今所應用的不銹鋼有奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼, 所以對這兩種類型的不銹鋼的焊接進行重點介紹。
一、奧氏體不銹鋼的(de)焊接
1. 奧氏體不銹鋼(gang)的概(gai)述(shu)
奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)代表了(le)整個(ge)不(bu)銹鋼(gang)(gang)系列中最(zui)大(da)的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)類別，生產的(de)(de)(de)噸位高(gao)(gao)(gao)(gao)于(yu)其他任何一(yi)種類別。它(ta)(ta)們(men)在絕(jue)大(da)多(duo)數(shu)環境中具有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)腐蝕(shi)性。奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)具有(you)和(he)(he)(he)(he)低(di)(di)碳(tan)鋼(gang)(gang)相(xiang)當的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)，室溫時最(zui)低(di)(di)屈(qu)服(fu)強(qiang)度(du)(du)約為(wei)210MPa（30ksi），然而不(bu)能相(xiang)變(bian)強(qiang)化(hua)。由于(yu)這類鋼(gang)(gang)低(di)(di)溫沖擊韌(ren)度(du)(du)好而可(ke)用(yong)于(yu)低(di)(di)溫工(gong)作(zuo)環境。其高(gao)(gao)(gao)(gao)溫工(gong)作(zuo)溫度(du)(du)可(ke)達760℃或者更高(gao)(gao)(gao)(gao)，但(dan)是(shi)(shi)大(da)部(bu)分鋼(gang)(gang)在這么高(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)溫度(du)(du)下強(qiang)度(du)(du)和(he)(he)(he)(he)抗氧化(hua)能力是(shi)(shi)有(you)限的(de)(de)(de)。奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)可(ke)以(yi)通過冷作(zuo)硬化(hua)而有(you)效(xiao)地(di)強(qiang)化(hua)。它(ta)(ta)們(men)經(jing)常用(yong)于(yu)要求有(you)很(hen)耐(nai)(nai)大(da)氣腐蝕(shi)或耐(nai)(nai)高(gao)(gao)(gao)(gao)溫腐蝕(shi)能力的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)場合。只要按照正確的(de)(de)(de)工(gong)藝規范施(shi)焊，這類鋼(gang)(gang)都是(shi)(shi)可(ke)以(yi)焊接的(de)(de)(de)。在這類鋼(gang)(gang)中添加大(da)量的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)形(xing)成元(yuan)素(su)，特別是(shi)(shi)鎳(nie)（一(yi)般w（Cr）=8%），其他的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)形(xing)成元(yuan)素(su)是(shi)(shi)C、N和(he)(he)(he)(he)Cu。碳(tan)和(he)(he)(he)(he)氮(dan)(dan)是(shi)(shi)強(qiang)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)形(xing)成元(yuan)素(su)，這可(ke)以(yi)從(cong)鎳(nie)當量公(gong)式中各(ge)系數(shu)值可(ke)看(kan)出：Nieq=Ni+35C+20N+0.25Cu，加碳(tan)是(shi)(shi)為(wei)了(le)改進高(gao)(gao)(gao)(gao)溫強(qiang)度(du)(du)（蠕變(bian)強(qiang)度(du)(du)）。在某些鋼(gang)(gang)中加入氮(dan)(dan)主要是(shi)(shi)為(wei)了(le)改進室溫強(qiang)度(du)(du)和(he)(he)(he)(he)低(di)(di)溫強(qiang)度(du)(du)，有(you)時可(ke)以(yi)提高(gao)(gao)(gao)(gao)一(yi)倍多(duo)，用(yong)氮(dan)(dan)強(qiang)化(hua)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)經(jing)常在它(ta)(ta)們(men)的(de)(de)(de)AISI 300系列型號(hao)后面(mian)標(biao)注(zhu)一(yi)個(ge)后綴(zhui)N，如304LN。AISI 200系列（如201）也是(shi)(shi)氮(dan)(dan)強(qiang)化(hua)鋼(gang)(gang)，經(jing)常使用(yong)各(ge)種商(shang)業名稱，例如：Nitronic.
奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)一般(ban)具(ju)有(you)較(jiao)好(hao)的(de)韌度和(he)(he)延性，在拉(la)伸加載時顯示出(chu)(chu)很高(gao)(gao)的(de)斷(duan)后伸長率(lv)。由(you)于鋼(gang)中(zhong)合(he)金含量較(jiao)高(gao)(gao)，所以比馬氏體不銹(xiu)鋼(gang)、低鉻和(he)(he)中(zhong)鉻鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼(gang)要貴。盡(jin)管鋼(gang)本(ben)身價格高(gao)(gao)，但(dan)提供了突出(chu)(chu)的(de)工程制造方面的(de)優點(dian)，特別(bie)是良好(hao)成形性和(he)(he)焊接性，因而和(he)(he)其他(ta)類(lei)(lei)的(de)不銹(xiu)鋼(gang)比較(jiao)，經常降低了總的(de)成本(ben)。奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)雖然(ran)有(you)很多種類(lei)(lei)，但(dan)300系(xi)列是最老的(de)也是應用最廣的(de)。這類(lei)(lei)鋼(gang)大部分是在18Cr-8Ni系(xi)的(de)基礎上加入合(he)金元素或(huo)者是進行變質，而得到獨特的(de)性能(neng)或(huo)者使性能(neng)更(geng)完備。
304型不銹鋼是這個系列鋼的(de)基(ji)礎(chu)，加上(shang)304L代(dai)表了最常選用的(de)奧氏體不銹鋼。在316型不銹鋼中用質量(liang)分數大(da)約2%的(de)仩替代(dai)等量(liang)的(de)鉻以改善耐點蝕能力。在穩(wen)定化(hua)的(de)321和(he)(he)347鋼中分別少(shao)量(liang)的(de)鈦和(he)(he)鈮，它們(men)和(he)(he)碳(tan)(tan)(tan)結合(he)以減少(shao)由于析出(chu)富鉻碳(tan)(tan)(tan)化(hua)物而(er)引起的(de)晶(jing)間(jian)腐蝕。在上(shang)世紀60年代(dai)普遍使用L類(lei)鋼，這是由于利用AOD（氬(ya)-氧脫碳(tan)(tan)(tan)）方法(fa)熔(rong)煉，降低了標準型（非(fei)低碳(tan)(tan)(tan)鋼）和(he)(he)低碳(tan)(tan)(tan)型不銹鋼之(zhi)間(jian)的(de)價格差別。這類(lei)低碳(tan)(tan)(tan)型號不銹鋼（304L，316L）已經廣(guang)泛用于受到晶(jing)間(jian)侵蝕和(he)(he)晶(jing)間(jian)應力腐蝕的(de)工作場合(he)。
如ASTM A312中(zhong)，最廣泛使(shi)用的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)材304、316、321和(he)347以及(ji)它們的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)種鋼(gang)都是(shi)18-8類(lei)型，含(han)有的(de)(de)(de)(de)名義(yi)成(cheng)分(fen)（質量(liang)(liang)分(fen)數）是(shi)18%鉻和(he)8%鎳。L類(lei)鋼(gang)代表低碳(tan)類(lei)的(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)種鋼(gang)，其名義(yi)碳(tan)的(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)分(fen)數是(shi)0.03%。這類(lei)鋼(gang)提高(gao)了(le)在腐蝕環境中(zhong)對晶間侵蝕的(de)(de)(de)(de)耐(nai)力。H類(lei)鋼(gang)碳(tan)的(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)分(fen)數接近于(yu)0.1%，其高(gao)溫(wen)強度(du)比(bi)標(biao)準鋼(gang)及(ji)L類(lei)鋼(gang)高(gao)，因而用于(yu)高(gao)溫(wen)場合。N類(lei)鋼(gang)是(shi)在300系列鋼(gang)中(zhong)有意加(jia)(jia)入質量(liang)(liang)分(fen)數高(gao)達0.20%的(de)(de)(de)(de)氮(dan)（300N，316N）碳(tan)在含(han)錳的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)里氮(dan)的(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)入量(liang)(liang)更高(gao)（錳增(zeng)加(jia)(jia)氮(dan)在奧氏體相中(zhong)的(de)(de)(de)(de)溶解(jie)度(du)）。較高(gao)的(de)(de)(de)(de)氮(dan)含(han)量(liang)(liang)可(ke)以增(zeng)加(jia)(jia)奧氏體不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)強度(du)、抗磨損和(he)耐(nai)點蝕能(neng)力。
含(han)有鈦和(he)鈮(ni)的(de)鋼(gang)(gang)如321和(he)347型(xing)稱(cheng)為穩定(ding)化鋼(gang)(gang)，因為加(jia)入這(zhe)兩種(zhong)元素穩定(ding)了(le)碳，阻止其(qi)生(sheng)(sheng)成M23C6型(xing)鉻(ge)的(de)碳化物。由于(yu)鈦和(he)鈮(ni)的(de)加(jia)入量(liang)達到1.0%（質(zhi)量(liang)分(fen)數）時可(ke)以有效地減少基本中(zhong)的(de)碳含(han)量(liang)使富鉻(ge)碳化物的(de)析出很困難，這(zhe)就降低(di)了(le)敏化的(de)可(ke)能性(xing)，而敏化會導致在奧(ao)氏(shi)體(ti)鋼(gang)(gang)中(zhong)產生(sheng)(sheng)晶間腐蝕。還有很多其(qi)他鋼(gang)(gang)種(zhong)，包(bao)括超級奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。由于(yu) 這(zhe)些鋼(gang)(gang)種(zhong)獨特(te)的(de)性(xing)能及(ji)對其(qi)焊接(jie)性(xing)的(de)特(te)殊考(kao)慮。
2. 奧(ao)氏體不銹鋼焊接方法與焊接材料的(de)選擇
（1）焊(han)接方法
奧(ao)氏體體不銹(xiu)鋼具(ju)有優良的焊(han)(han)接(jie)性，幾乎所有的熔(rong)焊(han)(han)方法都可用(yong)于(yu)奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼的焊(han)(han)接(jie)，許多特種焊(han)(han)接(jie)方法，如電(dian)(dian)阻點焊(han)(han)、縫(feng)焊(han)(han)、閃光焊(han)(han)、激光與(yu)(yu)電(dian)(dian)子束焊(han)(han)、釬焊(han)(han)都是(shi)(shi)可用(yong)于(yu)奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼，就(jiu)根據具(ju)體的焊(han)(han)接(jie)性與(yu)(yu)接(jie)頭使用(yong)性能(neng)的要求，合(he)理(li)選(xuan)擇最佳的焊(han)(han)接(jie)方法。其中焊(han)(han)條(tiao)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)焊(han)(han)、鎢極(ji)氬弧(hu)(hu)焊(han)(han)、熔(rong)化極(ji)惰性氣體保護焊(han)(han)、埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)是(shi)(shi)較(jiao)為經濟的焊(han)(han)接(jie)方法。
(2) 焊材選擇
對于奧氏體不銹鋼填充金屬的(de)種類，分(fen)成三(san)個部分(fen)，反映了(le)AWS按焊(han)接材料各類分(fen)別設定(ding)的(de)三(san)種標準。其中(zhong)：
a. 不銹鋼焊(han)條采(cai)用美國(guo)標(biao)準AWS A5.4標(biao)準用于焊(han)條（我公司焊(han)材為GES-309，GES316L等(deng)）；
b. 不銹鋼焊(han)(han)(han)(han)絲采用(yong)(yong)美(mei)國標準AWS A5.9、A5.22等標準用(yong)(yong)于實(shi)心(xin)焊(han)(han)(han)(han)絲和金屬(shu)粉芯(xin)(xin)焊(han)(han)(han)(han)絲，氣體保(bao)護(hu)藥芯(xin)(xin)焊(han)(han)(han)(han)絲（我公司焊(han)(han)(han)(han)材為GTS-309，GTS-316L等），所選焊(han)(han)(han)(han)絲可用(yong)(yong)于氬弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)、富氬混合(he)氣體保(bao)護(hu)焊(han)(han)(han)(han)、二氧化碳氣體保(bao)護(hu)焊(han)(han)(han)(han)及埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)用(yong)(yong)填充材料；
c.不(bu)銹鋼(gang)埋弧焊主要選用氧化(hua)性(xing)弱的中性(xing)或(huo)堿(jian)性(xing)焊劑。
(3) 高鉬鋼焊接指(zhi)南
我(wo)公司在M035項目上用(yong)(yong)(yong)的(de)奧氏體(ti)(ti)不銹鋼有316L和(he)254SMO（ASTM A258 S31254），其(qi)中254SMO是我(wo)公司第一(yi)(yi)次焊接(jie)的(de)超級奧氏體(ti)(ti)不銹鋼材料，由于(yu)其(qi)使用(yong)(yong)(yong)條件(jian)嚴(yan)格（用(yong)(yong)(yong)于(yu)腐蝕性環(huan)境），材料昂貴（包括母材和(he)焊材），且焊工不太(tai)熟悉(xi)，操(cao)作性有一(yi)(yi)定的(de)難度，因此對焊接(jie)時要求注意(yi)的(de)重點列出用(yong)(yong)(yong)以(yi)指導焊接(jie)人(ren)員(yuan)和(he)檢驗人(ren)員(yuan)。具(ju)體(ti)(ti)內容如下：
為防焊(han)(han)接(jie)煙塵(chen)及Ar氣對(dui)焊(han)(han)接(jie)人(ren)員的(de)傷害，焊(han)(han)接(jie)作業要在通風的(de)環境中進行；
所有的焊(han)縫都應該(gai)略(lve)有余高，應該(gai)避免出現平的或(huo)下凹(ao)狀的焊(han)縫；
焊(han)前一般(ban)不需(xu)要預熱(re)，若環境(jing)溫(wen)度低于(yu)2℃，在距離焊(han)縫區300mm的范(fan)圍(wei)內應至(zhi)少加熱(re)到比周圍(wei)環境(jing)溫(wen)度高10℃。
層間溫度(du)不(bu)能大于100℃，線能量(liang)不(bu)能超(chao)過(guo)1.5KJ/mm
焊(han)(han)件表面(mian)的金屬(shu)氧(yang)化物(wu)會(hui)導致(zhi)焊(han)(han)接缺陷，因此(ci)焊(han)(han)前對雜質的清(qing)理(li)十分(fen)重要，通常清(qing)理(li)范(fan)圍從焊(han)(han)縫處(chu)向兩側各(ge)延伸50mm，清(qing)理(li)范(fan)圍應當包括工作坡口加(jia)工的邊(bian)緣以及空心(xin)管四周和管子內表面(mian)。注意：金屬(shu)絲刷并不能完(wan)全清(qing)理(li)這些殘留物(wu)，用(yong)熱水(shui)沖洗或擦洗或許是(shi)一個好(hao)方法(fa)。
焊接盡可能在1G和2F位置進行(xing)
焊接(jie)接(jie)頭設計(ji)必須使打(da)底(di)焊能很好的熔透，引弧(hu)點要(yao)在坡口內，沿坡口出(chu)現的電弧(hu)掃掠要(yao)打(da)磨干凈。每一(yi)起(qi)弧(hu)與(yu)收弧(hu)處必須打(da)磨干凈。
定位(wei)焊(han)需要(yao)背部保護氣體，每一個接(jie)頭都必須打磨(mo)；
將(jiang)焊接(jie)處(chu)不(bu)能接(jie)觸銅(tong)(tong)和(he)黃(huang)銅(tong)(tong)（由銅(tong)(tong)和(he)鋅(xin)組成的(de)(de)銅(tong)(tong)合金），因為銅(tong)(tong)和(he)鋅(xin)的(de)(de)加入可能導(dao)致裂紋的(de)(de)形成。
二、鐵素體-奧氏體雙(shuang)相(xiang)不銹鋼的焊接
1. 鐵(tie)素體-奧氏(shi)體雙相(xiang)不銹(xiu)鋼的(de)概(gai)述
鐵(tie)素體(ti)-奧(ao)氏體(ti)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)名字是來(lai)自于其室溫微觀組織，其中(zhong)大概一(yi)(yi)半是鐵(tie)素體(ti)，一(yi)(yi)半是奧(ao)氏體(ti)。在(zai)20世紀30年(nian)(nian)(nian)代(dai)就知(zhi)道有雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)，它(ta)時(shi)快(kuai)時(shi)慢的(de)(de)開(kai)發(fa)過程(cheng)明(ming)(ming)顯地受(shou)到周期性的(de)(de)鎳短缺(que)的(de)(de)影響。直到1982年(nian)(nian)(nian)美國(guo)《焊接(jie)手冊(ce)》也(ye)沒有認可(ke)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)是不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)單獨的(de)(de)一(yi)(yi)類。在(zai)那(nei)時(shi)《焊接(jie)手冊(ce)》把較早的(de)(de)一(yi)(yi)種(zhong)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)-329型(xing)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)列在(zai)奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)。至(zhi)(zhi)少有一(yi)(yi)家(jia)329型(xing)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)制造商建議(yi)不(bu)(bu)要焊接(jie)這(zhe)種(zhong)鋼(gang)，在(zai)20世紀50年(nian)(nian)(nian)代(dai)開(kai)發(fa)的(de)(de)鑄造合金(jin)CD4MCu焊接(jie)后很(hen)脆。從上世紀80年(nian)(nian)(nian)代(dai)初這(zhe)種(zhong)鋼(gang)迅速開(kai)發(fa)，在(zai)同(tong)一(yi)(yi)時(shi)期召開(kai)的(de)(de)一(yi)(yi)系列國(guo)際雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)會(hui)議(yi)編撰的(de)(de)文集中(zhong)，記錄(lu)了(le)這(zhe)個開(kai)發(fa)過程(cheng)。至(zhi)(zhi)今這(zhe)種(zhong)鋼(gang)已被(bei)用于廣泛領(ling)域(yu)，主要用于要求優異耐腐蝕性的(de)(de)場合。在(zai)這(zhe)一(yi)(yi)時(shi)期，鋼(gang)的(de)(de)焊接(jie)和耐腐蝕性有了(le)明(ming)(ming)顯的(de)(de)改善，這(zhe)主要是由于認識到氮作(zuo)為一(yi)(yi)種(zhong)合金(jin)元素可(ke)以(yi)起關鍵作(zuo)用。
雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼是(shi)(shi)(shi)用(yong)在(zai)(zai)能充分發(fa)揮其優(you)點，即優(you)異(yi)的(de)(de)耐腐蝕(shi)(shi)性(xing)和(he)高強(qiang)度或者(zhe)二者(zhe)兼有(you)(you)(you)的(de)(de)應用(yong)場(chang)合(he)(he)(he)。因(yin)為它(ta)含有(you)(you)(you)比(bi)奧氏(shi)體不(bu)銹鋼更高的(de)(de)鐵素體相(xiang)(xiang)成分，所以(yi)有(you)(you)(you)高的(de)(de)鐵磁(ci)性(xing)、高熱傳導性(xing)和(he)低的(de)(de)線脹(zhang)系(xi)數。雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼最多(duo)的(de)(de)是(shi)(shi)(shi)被(bei)選用(yong)于(yu)(yu)(yu)(yu)耐腐蝕(shi)(shi)場(chang)合(he)(he)(he)，已(yi)(yi)經(jing)在(zai)(zai)很多(duo)可(ke)能發(fa)生應力腐蝕(shi)(shi)裂紋和(he)點蝕(shi)(shi)的(de)(de)應用(yong)環境中代替了奧氏(shi)體不(bu)銹鋼。它(ta)們(men)在(zai)(zai)絕大多(duo)數腐蝕(shi)(shi)場(chang)合(he)(he)(he)遠優(you)于(yu)(yu)(yu)(yu)結構(gou)而(er)又具有(you)(you)(you)相(xiang)(xiang)當的(de)(de)強(qiang)度。譬如雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼已(yi)(yi)廣泛(fan)用(yong)于(yu)(yu)(yu)(yu)陸地和(he)海(hai)洋中的(de)(de)油、氣管道。由于(yu)(yu)(yu)(yu)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼在(zai)(zai)相(xiang)(xiang)對不(bu)高的(de)(de)溫(wen)度下就會形成很多(duo)脆(cui)性(xing)析出物，所以(yi)不(bu)推(tui)薦用(yong)于(yu)(yu)(yu)(yu)超過280攝氏(shi)度的(de)(de)工(gong)作場(chang)合(he)(he)(he)。它(ta)們(men)比(bi)奧氏(shi)體不(bu)銹鋼貴，倒不(bu)是(shi)(shi)(shi)完全(quan)因(yin)為合(he)(he)(he)金元素貴，而(er)主要是(shi)(shi)(shi)由于(yu)(yu)(yu)(yu)從鑄態到最終的(de)(de)板材、薄板、管件的(de)(de)加工(gong)費用(yong)貴。然(ran)而(er)它(ta)們(men)提供(gong)了優(you)異(yi)的(de)(de)而(er)腐蝕(shi)(shi)性(xing)并可(ke)降低重量(liang)，在(zai)(zai)中等程度侵蝕(shi)(shi)性(xing)介質中可(ke)能用(yong)來(lai)代替某些(xie)鎳基(ji)合(he)(he)(he)金，而(er)價格僅(jin)為原(yuan)來(lai)的(de)(de)幾(ji)分之一(yi)。
雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)典型的(de)(de)屈服(fu)強(qiang)度(du)(du)大約是(shi)425MPa，和奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)210MPa比較強(qiang)度(du)(du)要高(gao)得(de)多。因為雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)高(gao)，其(qi)硬度(du)(du)也高(gao)，所以在要求耐(nai)腐蝕同時(shi)要求耐(nai)磨損的(de)(de)場(chang)合，這種鋼(gang)更有優勢(shi)。與此同時(shi)，雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)具有良好的(de)(de)焊接(jie)(jie)性(xing)，與鐵(tie)素體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)及奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)相(xiang)比，它既不(bu)(bu)(bu)(bu)像(xiang)鐵(tie)素體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)焊接(jie)(jie)熱(re)影響區，由于(yu)晶(jing)粒(li)嚴重(zhong)粗化而(er)使塑(su)韌(ren)性(xing)大幅(fu)度(du)(du)降低，也不(bu)(bu)(bu)(bu)像(xiang)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)那樣，對焊接(jie)(jie)熱(re)裂紋比較敏感。當今(jin)大多數的(de)(de)雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)都是(shi)有好的(de)(de)韌(ren)度(du)(du)和延(yan)性(xing)，然而(er)它們在低溫(wen)時(shi)有韌(ren)脆轉變，所以一般不(bu)(bu)(bu)(bu)適(shi)合用于(yu)低溫(wen)。雙(shuang) 不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)工作溫(wen)度(du)(du)范圍一般限(xian)于(yu)-40～280攝(she)氏(shi)度(du)(du)。
雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的線脹系數和碳鋼(gang)、低合金鋼(gang)接近。由于(yu)這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)相(xiang)(xiang)似性，這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)鋼(gang)也可(ke)用(yong)于(yu)需(xu)要雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)和碳鋼(gang)配合使用(yong)的高(gao)壓容(rong)器類的結構。這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)情況下，相(xiang)(xiang)對于(yu)使用(yong)奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)，能(neng)減(jian)少(shao)由于(yu)熱膨脹不(bu)(bu)同引(yin)起的熱應力。然而(er)(er)由于(yu)雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼(gang)中析出反應在較(jiao)低溫(wen)度下發生(sheng)，因而(er)(er)它不(bu)(bu)適宜用(yong)于(yu)需(xu)要進行消除應力熱處(chu)理(li)（焊后熱處(chu)理(li)）的場合。
2. 雙相不銹鋼的化學(xue)成分(fen)及組織特點
a. 化學(xue)成分
目前，國際上(shang)普(pu)遍(bian)采(cai)用的(de)鐵(tie)素(su)體-奧氏體雙(shuang)(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)可為Cr18型(xing)、Cr23型(xing)、Cr22型(xing)、Cr25型(xing)四類。對于Cr25型(xing)雙(shuang)(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)，也有普(pu)通雙(shuang)(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和超級(ji)雙(shuang)(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)之分，當點蝕指數PREN（PREN=w(Cr)+ 3.3w(Mo)+16 w(N)）>40時(shi)，稱為超級(ji)雙(shuang)(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)，
我國列入(ru)國家的鐵素體-奧(ao)氏體雙相不銹(xiu)鋼(gang)主要有Cr18與(yu)Cr25兩大類型。另外一些與(yu)國外典型材料(liao)相類似的鋼(gang)種(zhong)也有生產(chan)和應用。
b. 組織特點(dian)
雙相(xiang)(xiang)不銹鋼以單相(xiang)(xiang)δ鐵素體凝固結晶，當繼續(xu)冷(leng)卻時，發生δ→γ相(xiang)(xiang)變，隨著溫度的降低，δ→γ相(xiang)(xiang)變不斷進行。在平衡條(tiao)件下(xia)或者非快速冷(leng)卻的情況下(xia)，部(bu)分δ鐵素體將保(bao)留到室溫，因(yin)此，室溫下(xia)的組織為δ→γ雙相(xiang)(xiang)組織。
3. 雙相(xiang)不銹鋼的焊接(jie)特點(dian)
焊(han)接(jie)過程是(shi)一(yi)個快(kuai)速加熱(re)(re)(re)與(yu)快(kuai)速冷卻(que)(que)的(de)熱(re)(re)(re)循環過程。在(zai)加熱(re)(re)(re)過程中(zhong)，當熱(re)(re)(re)影(ying)響(xiang)(xiang)區(qu)(qu)的(de)溫(wen)度超過雙相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)的(de)固(gu)溶處理溫(wen)度，在(zai)1150~1400℃的(de)高(gao)溫(wen)狀(zhuang)(zhuang)態下，晶(jing)粒將發生長大(da)，而且發生γ→δ相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)，γ相(xiang)(xiang)明顯減少，δ相(xiang)(xiang)增多。一(yi)些鋼(gang)的(de)高(gao)溫(wen)近縫區(qu)(qu)會出現晶(jing)粒較(jiao)(jiao)(jiao)粗大(da)的(de)δ鐵(tie)(tie)素體組織。如果焊(han)后的(de)冷卻(que)(que)速度較(jiao)(jiao)(jiao)快(kuai)，將抑制δ→γ的(de)二次(ci)相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)，使熱(re)(re)(re)影(ying)響(xiang)(xiang)區(qu)(qu)的(de)相(xiang)(xiang)比(bi)例失調，當δ鐵(tie)(tie)素體大(da)于(yu)70%時(shi)，二次(ci)轉變(bian)(bian)(bian)的(de)γ奧氏體也變(bian)(bian)(bian)成(cheng)針(zhen)狀(zhuang)(zhuang)和(he)羽毛狀(zhuang)(zhuang)，具(ju)有魏氏組織特征，導致(zhi)力(li)學性能(neng)和(he)耐腐(fu)蝕性能(neng)惡化。當焊(han)后冷卻(que)(que)速度較(jiao)(jiao)(jiao)慢時(shi)，則δ→γ的(de)二次(ci)相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)比(bi)較(jiao)(jiao)(jiao)充分，室溫(wen)下為相(xiang)(xiang)比(bi)例較(jiao)(jiao)(jiao)為合(he)適的(de)雙相(xiang)(xiang)組織。因此(ci)，為防止熱(re)(re)(re)影(ying)響(xiang)(xiang)區(qu)(qu)的(de)快(kuai)速冷卻(que)(que)，使δ→γ二次(ci)相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)較(jiao)(jiao)(jiao)為充分，保證(zheng)較(jiao)(jiao)(jiao)合(he)理的(de)相(xiang)(xiang)比(bi)例，足夠(gou)的(de)焊(han)接(jie)熱(re)(re)(re)輸(shu)入是(shi)必要(yao)的(de)。隨著母(mu)材厚度的(de)增加，焊(han)接(jie)熱(re)(re)(re)輸(shu)入應適當提高(gao)。
對于雙(shuang)相(xiang)(xiang)不銹鋼焊縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)，仍以(yi)單相(xiang)(xiang)δ鐵素體凝固結晶，并隨溫度(du)的(de)(de)(de)降低(di)發生δ→γ組(zu)織(zhi)轉變(bian)(bian)。但由于其熔化-凝固-冷卻相(xiang)(xiang)變(bian)(bian)是(shi)一個(ge)速(su)度(du)較快的(de)(de)(de)不平衡過(guo)程，因(yin)此(ci)，焊縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)冷卻過(guo)程中(zhong)的(de)(de)(de)δ→γ組(zu)織(zhi)轉變(bian)(bian)必然是(shi)不平衡的(de)(de)(de)。當(dang)焊縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)化學成分與母(mu)材成分相(xiang)(xiang)同，或者母(mu)材自熔時(shi)，焊縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)中(zhong)的(de)(de)(de)δ相(xiang)(xiang)將(jiang)偏高，而γ相(xiang)(xiang)偏低(di)。為了(le)(le)保證焊縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)中(zhong)有足夠的(de)(de)(de)γ相(xiang)(xiang)，應提高焊縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)化學成分的(de)(de)(de)Ni當(dang)量，通常的(de)(de)(de)方(fang)法是(shi)提高奧氏(shi)體化元素（Ni、N）的(de)(de)(de)含量，因(yin)此(ci)就出(chu)現了(le)(le)焊縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)超合金(jin)化的(de)(de)(de)特點。
雙相(xiang)不銹鋼具有(you)良好(hao)的焊(han)接(jie)性(xing)，盡管其凝固結晶為單相(xiang)鐵素體(ti)(ti)，但在一般的拘束條件(jian)下，焊(han)縫(feng)(feng)金屬的熱裂(lie)紋(wen)敏(min)感(gan)性(xing)很(hen)小(xiao)，當雙相(xiang)組織的比(bi)例適(shi)當時，其冷裂(lie)紋(wen)敏(min)感(gan)性(xing)也較(jiao)低。但應注意(yi)，雙相(xiang)不銹鋼中畢竟具有(you)較(jiao)高的鐵素體(ti)(ti)，當拘束度較(jiao)大(da)及焊(han)縫(feng)(feng)金屬含氫量較(jiao)高時，還存(cun)在焊(han)接(jie)氫致裂(lie)紋(wen)的危險(xian)。因此，在焊(han)接(jie)材料(liao)選擇與焊(han)接(jie)過程中應控制氫的來源。
另請注意：雙(shuang)(shuang)相鋼(gang)(gang)(gang)與雙(shuang)(shuang)相不銹鋼(gang)(gang)(gang)定義(yi)不同，雙(shuang)(shuang)相鋼(gang)(gang)(gang)是指由低(di)(di)碳鋼(gang)(gang)(gang)或低(di)(di)合(he)金高強度鋼(gang)(gang)(gang)經臨界(jie)處(chu)理或控制軋制而得(de)到的(de)主要由鐵(tie)素體和馬氏(shi)體所組成的(de)鋼(gang)(gang)(gang)。
4. 焊接工藝方法與焊接材料
a. 焊接工藝方法
到目前為止，焊(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)、鎢極氬(ya)弧(hu)焊(han)(han)、熔化極氣體(ti)保護焊(han)(han)（采用實心焊(han)(han)絲或(huo)藥芯焊(han)(han)絲）、甚至埋弧(hu)焊(han)(han)都可用于鐵素體(ti)-奧氏體(ti)雙相不銹鋼的(de)焊(han)(han)接。
b. 焊接工藝方法選擇(ze)及(ji)坡口形式與尺寸(cun)
根(gen)據管(guan)、板厚(hou)度(du)及(ji)相應的焊接(jie)工藝方法選擇及(ji)坡口尺寸。
c. 雙相不銹鋼鋼焊接(jie)指南
我公司在(zai)M021項目上用的雙(shuang)相不銹鋼(gang)為(wei)(wei)ASTM A790 S32750和(he)S32760，且此二者皆為(wei)(wei)超級雙(shuang)相不銹鋼(gang)，所選焊(han)接(jie)方法為(wei)(wei)GTAW，所選焊(han)絲(si)為(wei)(wei)SANDVIK 25.10.4.L。焊(han)接(jie)時的注意與(yu)焊(han)接(jie)超級奧氏體類似，但(dan)層間溫度可控制為(wei)(wei)150攝氏度以下。
d. 不(bu)銹鋼焊接材料品牌
到目前為(wei)止，焊條電弧焊、鎢(wu)極氬弧焊、已經在我公司進(jin)行使用，現在正在使用的焊材如下表：
