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1.摘要
2.前言
3.不锈钢的简介
4.奥氏体不锈钢的焊接特性
5铁素体不锈钢的焊接特性
6.马氏体不锈钢的焊接特性
7.双向不锈钢的焊接特性
8. 沉淀硬化不锈钢的相关焊接特性
9.不锈钢的整体焊接性分析
10.结论
11.参考文献
12.谢词
1.摘要：不同种类不锈钢由于其自身特点，其焊接性能存在差异。笨论文主要介绍了常见的几类不锈钢的焊接特点和焊接技术。
关键词：不锈钢；焊接特性；工艺措施
2.前言：不锈钢在焊接领域的运用相当广泛，上至大型船舶及锅炉压力容器，下至家庭房屋的建造。无可不运用到不锈钢焊接技术。尤其在航天工业、和工业制造人造卫星、宇宙飞船、火箭和核动力装置中不可缺少的材料而且使用量不断增加，从而使不锈钢的焊接凸显出其重要性。
3.不锈钢的简介
不锈钢是指含cr量高于12%的钢，cr能在钢的表面形成一层坚固致密的cr203薄膜，使钢免遭腐蚀
。在此基础上，再加入一定数量的Ni、Ti、Nb、W等元素，则能形成具有特殊耐腐蚀性、抗高温氧化或具有一定高温强度及表面美观等特性的各类不锈钢种。不锈钢按空冷后室温组织不同分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢和沉淀化不锈钢等几类。下面就是各种不锈钢的焊接技术具体分析。
4奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢因焊接性良好，奥氏体不锈钢是应用最广的一种。
奥氏体不锈钢的焊接特点
奥氏体不锈钢虽用的最为广泛，但是焊接材料或焊接工艺不正确时，会出现以下缺陷：
﹙1﹚晶间腐蚀，引起金属机械性能和耐腐蚀性能的下降。对应措施：选用合适焊条；减少危险温度范围停留时间；接触介质的那面焊缝最后焊接；焊后固溶处理要妥当。
﹙2﹚应力腐蚀开裂。相对应的处理措施：合理制定成型加工和组装工艺；合理选择焊材；采取合适的焊接工艺；采取合理的焊接顺序；焊后正确热处理。
﹙3﹚焊缝成形不良，易造成表面成型不良。防治措施：对于焊缝成形不良及焊接热影响区的晶间腐蚀问题，可以通过焊接工艺来加以解决。
﹙4﹚奥氏体不锈钢的焊接技术注意点
根据上述不锈钢的焊接特点，为保证接头的质量，应当采用以下焊接工艺：①焊前准备。做好焊条及焊缝的清洁工作。②焊接薄板和拘束度较小的不锈钢件，可选用氧化钛型药皮焊条。③对于立焊和仰焊位置，应采用氧化钙型药皮焊条。④气体保护焊和埋弧自动焊时，应选用锰铬含量比母材高的焊丝，以补偿焊接过程中合金元素的烧毁。⑤在焊接过程中，必须将焊件保持较低的层间温度，最好不超过150℃⑥手工电弧焊时，应在焊条说明书规定的电流范围内选择焊接电流。⑦在操作技术上应采用窄焊道技术，焊接时尽量不摆动焊条，在保持良好熔合的前提下，尽可能提高焊接速度。⑧不锈钢罕见焊接后一般不作消除应力处理。通过采用以上焊接工艺，可提高奥氏体不锈钢的焊接质量。
5.铁素体不锈钢
铁素体不锈钢焊接特点
铁素体不锈钢焊接性的主要问题是焊接接头热影响区晶粒粗化和耐腐蚀性下降。焊接裂纹问题则不明显，现代高纯铁素体对热裂纹及冷裂纹均不敏感。但是，如果焊接结构设计不合理等原因。焊缝承受较大的拘束应力或作用于腐蚀介质中，焊缝或热影响区可能会在服役过程中产生裂纹。
铁素体不锈钢在焊接时需注意的问题
﹙1﹚焊前预热及焊后热处理的选择只有在采用同质焊接材料焊接较高﹙C+N﹚含量的高烙铁素体不锈钢母材的情况下才有低温预热的必要性，高纯度的铁素体不锈钢可以不预热。
﹙2﹚焊接材料选择。一般来说，采用奥氏体焊接材料。才能保证焊缝具有较高的韧性；如果要求焊缝的颜色与母材颜色相同或接近，则可采用专门的铁素体焊接材料。
﹙3﹚475℃脆化问题。475℃脆性是铁素体不锈钢不可回避的主要问题之一。为了减小475℃脆性，无论是母材还是焊缝金属都应该是最大限度的提高纯度，并尽量避开430-485℃之间的加热，或者尽量缩短在此温度区间的停留时间。
6.马氏体不锈钢
马氏体不锈钢的焊接特点
属于马氏体的不锈钢编号有1cr13、2cr13、3c13、4r13、3r13mo、cr17Ni2、2cr13Ni2、9Cr18、9Cr18MoV等。它的焊接有强烈的冷冽倾向，焊缝及热影响区焊后均为硬而脆的马氏体组织，铜中含铁量越高冷冽倾向越大。焊接时在温度宜控制在1150℃左右。马氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向很小。
马氏体不锈钢的焊接工艺：
﹙1﹚焊前预热。焊前预热是防止产生冷裂纹的主要措施。当C的质量分数为0.1%-0.2%时，预热温度为200-260℃，对高刚性焊件可预热至400-450℃。
﹙2﹚焊后冷却。焊件焊后不应从焊接温度直接升温进行回火处理，因为焊接过程中奥氏体可能未完全转变，如立即升温回火，会出现碳化物沿奥氏体晶界沉淀和奥氏体向珠光体转变，产生晶粒粗大的组织，严重降低韧。因此回火前应使焊件冷却，让焊缝和热影响区的奥氏体基本分解完全。
﹙3﹚焊后热处理。目的是降低焊缝和热影响区的硬度，改善塑性和韧性，同时减少焊接残余应力。焊后热处理分回火和完全退火两种。回火温度为650-750℃，保温1h，空冷；若焊件焊后需机加工，为了得到最低硬度，可采用完全退火，退火温度为830-880℃，保温2h，炉冷至595℃，然后空冷。
﹙4﹚焊条的选用。焊接马氏体不锈钢用焊条分为烙不锈钢焊条和铬镍奥氏体不锈钢焊条两大类。
7.双相不锈钢
双相不锈钢的焊接特点
顾名思义，双相不锈钢是由奥氏体和铁素体二种显微组织相组成的钢种。双相钢中的奥氏体赋予钢足够的韧性，而铁素体则提供良好的的力学性能和优异的抗力学腐蚀性能，同时双相钢具有良好的焊接性能。双相不锈钢的焊接性基本上与焊缝金属中的铁素体含量有关。铁素体固然能提高焊接接头的抗应力腐蚀性能，但过量的铁素体则会导致焊缝金属的脆化。
双相不锈钢的焊接注意要点
双相不锈钢需采用熔焊方法和气体保护焊法等来进行焊接。
﹙1﹚使用熔焊方法进行焊接时应注意以下要点：选择适当的热输入。过低的热输入会使奥氏体相析出大量减小，甚至形成纯铁素体组织。双相钢焊接时可承受较大的热输入，使焊后焊缝和热影响区形成足够的奥氏体相，满足接头力学和耐蚀性的要求，但过高的线能量使焊缝和HAZ的晶粒粗大，韧性和耐蚀性下降；宜采用多层焊。最后，在焊缝表面再施以一层工艺焊缝可对表层焊缝和HAZ有热处理的作用；避免任何热处理。
﹙2﹚采用气体保护焊时，采用Ar或Ar和一定量的N的混合气体作为保护气体。几年来也有使用埋弧焊进行焊接，但是此种方法稀释率较大、铁素体量增加，所以使用量较少。但是由于埋弧焊的高生产率，目前国内有许多技术人员在进行埋弧焊工艺改进的研究工作。
8.沉淀硬化不锈钢
沉淀硬化不锈钢的焊接特点
沉淀硬化不锈钢是一种新型不锈钢。它具有高强度、高韧性、高抗腐蚀力和高疲劳强度以及断裂韧性等优点：
﹙1﹚严格的化学成分组成。沉淀硬化不锈钢的成分设计，十分重视各元素的相互作用和严格的比例关系，波动范围较窄，以保证取得优熟的性能。
﹙2﹚采用综合强化的方法。特别是半奥氏体型沉淀硬化不锈钢，利用了马氏体相变强化、冷变形强化、时效沉淀强化等多种强化方法。因此它的机械性能可以子啊很大范围中调节。在使用时，应根据需要选定状态。
﹙3﹚较复杂的组织。半奥氏体沉淀硬化不锈钢在不同状态下，其组织有马氏体、残余奥氏体、高温铁素体、多种含碳化合物和多种沉淀金属化合物组成。
沉淀不锈钢的焊接注意事项
﹙1﹚钢种和状态的选择。应根据部件的受力情况，工作环境、经济性和工艺性选用钢种。一般情况下，在恶劣环境下工作的受力部件，可选用半奥氏体型沉淀硬化不锈钢，应特别注意它的状态
﹙2﹚热处理的控制。半奥氏体沉淀硬化不锈钢的热处理工艺复杂，要严格控制处理气氛、加热和冷却参数。结构零件一般采用高温调制处理的RH950制度。时效处理对应注意尺寸变化。精密零件要考虑防止热处理变性措施。
从我国的不锈钢产量和消费来看，使用目前的焊接技术已经不能满足日益增长的要求。大力改进不锈钢的焊接技术，逐步缩小我国与世界先进水平的差距，是摆在我国广大焊接科研技术人员面前一个亟待解决的问题。
9．不锈钢的焊接性整体分析
工艺焊接性是指在一定焊接工艺下，能否获得优质致密、无缺陷焊接接头的能力。对于熔化焊来说，焊接过程一般要经历传热和冶金反应。因此，工艺焊接性又分为“热焊接性”和“冶金焊接性”。热焊接性是指在焊接热过程条件下，对焊接热影响区组织性能及产生缺陷的影响程度。它是评定被焊金属对热得敏感性，主要与被焊材质及焊接工艺条件有关。冶金焊接性是指冶金反应对焊缝性能和产生缺陷的影响程度。焊接性是说明材料对焊接加工的适应性，是指在一定得焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式下，能否获得优质焊接接头的难易程度和该焊接接头能否在使用条件下可靠运行。焊接性的具体内容可分为工艺焊接性和使用焊接性。在不锈钢焊接领域，由于其种类繁多因而其焊接性也不尽相同，必须根据不同的钢种来确定其焊接性，选用合适的焊接参数显得尤为重要！
10.结论
奥氏体不锈钢的焊接性良好，奥氏体不锈钢焊接的主要问题是晶间腐蚀和热裂纹
⑴ Cr，Ti等合金元素在焊接时极易氧化烧损，焊接时，焊缝中容易出现热裂纹和气孔，焊接变形比较大
⑵晶间腐蚀是18-8型钢极危险的一种破坏形式
⑶铬镍不锈钢的应力腐蚀占腐蚀事例的50%，在化工工程中，用量最大的18-8型和18-21Mo型不锈钢设备中，应力腐蚀右占不锈钢应力腐蚀事例的80%，所以铬镍不锈钢焊接时，要格外注意应力腐蚀的问题
⑷在熔全线附近被到1300度以上的部位受到敏化温度重复加热，在腐蚀液体中工作时会发生刀状腐蚀
⑸18-8型钢在500-875度经一定时间加热后，会在焊缝隙中析出一种特殊的σ脆性相
2铁素体不锈钢的焊接性
⑴热影响区900度以上的部位由于晶粒长大，使焊接接头塑性，性急剧下降，焊后热处理不能使晶粒细化
⑵在600-800度长时间停留，会析出σ脆性相
⑶碳当量超过16%的高铬铁素体不锈钢，常温下韧性较低，当焊接接头刚度较大时，焊后容易产生裂纹
⑷长时间在400-600度停留，会发生475度脆化
3马氏体不锈钢的焊接性
⑴焊接时的主要问题是淬火裂纹和延迟裂纹，热影响区具有强裂的淬硬倾向，并形成很硬的马氏体组织
⑵当焊接接头刚度大或氢量高时，在焊接应力的作用下，由高温直接冷却到120-100度以下时，很容易产生冷裂纹，含碳量越高，冷裂纹倾向越大
⑶马氏体不锈钢导热性低，易过热，在热影响区产生粗大的组织
总之，各种不锈钢在焊接时皆是有其固有的特性，在焊接参数及方法不同的情况下回显示出不同的状态，在这里我们就着重对上述三种不锈钢种进行了一定得分析，不锈钢领域相当广阔，这要求我们的科研人员不懈奋斗，为我国不锈钢焊接事业的发展作出应有的贡献！
11.参考文献
[1] 雷世明主编.焊接方法与设备[M].北京：机械工业出版社，1998.
[2] 曾乐主编.现代焊接技术手册[M].上海：上海科学技术出版社，1993.
[3] 吴志强主编.现代焊接方法与设备[M].北京：机械工程师进修大学出版，19
[4]梁芸主编。科学之友-下旬篇[M]。中国设备管理网，2011
12感谢
本课题在选题及研究过程中得到桂瑞峰老师的悉心指导。桂瑞峰老师多次询问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。桂瑞峰老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，虽历时三载，却给以终生受益无穷之道。对桂瑞峰李运昌老师的感激之情是无法用言语表达的。
感谢数控与材料工程系系全体老师对我的培养，向他们表示诚挚的谢意和崇高的敬意。同时也感谢我的同学们三年来对我学习、生活的关心和帮助。
最后，向我的父亲、母亲致谢，感谢他们对我的养育之恩。下载本文
