馬氏體不銹鋼和雙相不銹鋼的焊接方法

1.什么叫馬氏體不銹鋼？

常溫下顯微組織為馬氏體組織，通過熱處理可以調(diào)整其力學(xué)性能的不銹鋼。通俗地說，是一類可硬化的不銹鋼。屬于馬氏體不銹鋼的鋼號(hào)有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、3Cr13Mo、1Cr17Ni2、2Cr13Ni2、9Cr18、9Cr18MoV等。

2.常用焊接方法

焊接馬氏體不銹鋼可以采用各種電弧焊方法進(jìn)行焊接。目前仍以焊條電弧焊為主，而采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊或氬、二氧化碳混合氣體保護(hù)焊，可以大大降低焊縫中含氫量，從而降低焊縫冷裂的敏感性。

3.常用焊接材料

（1）Cr13 型馬氏體不銹鋼焊條和焊絲

通常在焊縫有較高的強(qiáng)度要求時(shí)，采用Cr13 型馬氏體不銹鋼焊條和焊絲，可使焊縫金屬的化學(xué)成分與母材相近，但焊縫的冷裂傾向大。

注意事項(xiàng)：

a.要求焊前預(yù)熱，預(yù)熱溫度不能超過450℃，以防止475℃脆化。焊后進(jìn)行熱處理，焊后熱處理是在冷至150-200℃時(shí)，保溫2h，使奧氏體各部分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，然后立即進(jìn)行高溫回火，加熱到730-790℃，保溫時(shí)間每1mm 板厚為10min，但不小于2h，最后空冷。

b.為了防止裂紋，焊條和焊絲中 S、P 的含量應(yīng)小于0.015%，Si 的含量應(yīng)不大于0.3%。Si 含量增加，促使生成粗大的一次鐵素體，導(dǎo)致接頭的塑性降低。碳的含量一般應(yīng)低于母材的含碳量，可以降低淬透性。

（2）Cr-Ni 奧氏體型不銹鋼焊條與焊絲

Cr-Ni 奧氏體鋼型焊縫金屬具有良好的塑性，可以緩和熱影響區(qū)馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力。此外，Cr-Ni 奧氏體不銹鋼型焊縫對(duì)氫的溶解度大，可以減少氫從焊縫金屬向熱影響區(qū)的擴(kuò)散，有效地防止冷裂紋，因此不需預(yù)熱。但焊縫的強(qiáng)度較低，也不能通過焊后熱處理來提高。

4.常見的焊接問題

（1）焊接冷裂紋

馬氏體不銹鋼由于含鉻量高，極大地提高其淬硬性，不論焊前的原始狀態(tài)如何，焊接總會(huì)使其近縫區(qū)產(chǎn)生馬氏體組織。隨著淬硬傾向的增大，接頭對(duì)冷裂也更加敏感，尤其在有氫存在時(shí)，馬氏體不銹鋼還會(huì)產(chǎn)生更危險(xiǎn)的氫致延遲裂紋。

措施：

1）采用大線能量 較大的焊接電流，可以減緩冷卻速度；

2）對(duì)于不同的鋼種層間溫度不同，一般不低于預(yù)熱溫度；

3）焊后緩冷到150～200℃，并進(jìn)行焊后熱處理以消除焊接殘余應(yīng)力，去除接頭中擴(kuò)散氫，同時(shí)也可以改善接頭的組織和性能。

（2）熱影響區(qū)脆化

馬氏體不銹鋼尤其是鐵素體形成元素較高的馬氏體不銹鋼，具有較大的晶粒長(zhǎng)大傾向。冷卻速度較小時(shí)，焊接熱影響區(qū)易產(chǎn)生粗大的鐵素體和碳化物；冷卻速度較大時(shí)，熱影響區(qū)會(huì)產(chǎn)生硬化現(xiàn)象，形成粗大的馬氏體。這些粗大的組織都使馬氏體不銹鋼焊接熱影響區(qū)塑性和韌性降低而脆化。