近年來研發的一種新型高純度鐵素(su)體(ti)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)生產的022Cr18NbTi，厚(hou)為1.5mm冷軋退(tui)火(huo)鋼(gang)板，對(dui)其進行(xing)焊接工藝考(kao)核(he)。其化學成分和(he)力學性能見(jian)表(biao)4-9和(he)表(biao)4-10。
1. 焊接參數的選定
焊(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法采(cai)用鎢極氬弧焊(han)(han)，鎢極直(zhi)(zhi)徑為(wei)(wei)2.4mm，I形(xing)坡口(kou)水平對接(jie)(jie)焊(han)(han)，氬氣流(liu)(liu)量(liang)為(wei)(wei)8～10L/min，電源極性(xing)為(wei)(wei)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)正接(jie)(jie)。定(ding)位焊(han)(han)后進行連續(xu)焊(han)(han)接(jie)(jie)，選擇不(bu)同焊(han)(han)接(jie)(jie)參數（見表4-11）來確定(ding)良好的焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭力學性(xing)能和組織。
2. 對(dui)焊(han)接接頭進(jin)行(xing)分析(xi)
a. 焊接接頭力學性能檢測：
按(an)有關標準執行，焊接(jie)接(jie)頭室溫拉伸試(shi)(shi)驗結果(guo)見表4-12，可(ke)以看出(chu)：3號(hao)試(shi)(shi)樣(yang)由于(yu)焊接(jie)時添加了(le)焊絲(si)，焊縫有余高，因此抗靜載(zai)荷能力(li)強(qiang)，斷裂(lie)(lie)(lie)位置(zhi)在母(mu)材；1號(hao)和2號(hao)試(shi)(shi)樣(yang)均斷裂(lie)(lie)(lie)于(yu)焊縫，其(qi)斷裂(lie)(lie)(lie)強(qiang)度(du)不小(xiao)于(yu)母(mu)材95％。從表4-12中(zhong)還可(ke)以看出(chu)3個(ge)試(shi)(shi)樣(yang)熱影響(xiang)區(qu)粗晶區(qu)的硬度(du)值與母(mu)材相比變化不大。室溫彎曲試(shi)(shi)驗：焊縫位于(yu)試(shi)(shi)樣(yang)中(zhong)心，彎曲直徑為2倍試(shi)(shi)樣(yang)厚度(du)，彎曲角度(du)為180°。各個(ge)試(shi)(shi)樣(yang)的面彎和背彎試(shi)(shi)樣(yang)都合格(ge)，未出(chu)現(xian)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)，表明(ming)焊接(jie)接(jie)頭具有良好的抗彎性能，其(qi)對晶粒度(du)不敏感。
b. 焊接(jie)接(jie)頭室溫金相組織：
通(tong)過對比可以(yi)發現，1號(hao)試樣(yang)焊(han)縫(feng)和熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)粗(cu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)(qu)和細晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)(li)都特別粗(cu)大(da)，粗(cu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)(li)度(du)達0～1級(ji)。2號(hao)試樣(yang)熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)粗(cu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)(qu)和細晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)(li)尺(chi)寸與1號(hao)試樣(yang)相比顯(xian)著(zhu)減小，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)(li)度(du)為4級(ji)。3號(hao)試樣(yang)由于(yu)(yu)填(tian)充了E308L奧(ao)氏體(ti)(ti)焊(han)絲(si)，焊(han)縫(feng)區(qu)(qu)(qu)(qu)可以(yi)大(da)致(zhi)分為兩部分，一是(shi)位于(yu)(yu)表(biao)(biao)層的(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)(ti)區(qu)(qu)(qu)(qu)，熔(rong)合(he)比小，組(zu)織(zhi)為奧(ao)氏體(ti)(ti)焊(han)態組(zu)織(zhi)；二是(shi)位于(yu)(yu)焊(han)縫(feng)根部的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)區(qu)(qu)(qu)(qu)，熔(rong)合(he)比大(da)，組(zu)織(zhi)為粗(cu)大(da)的(de)(de)(de)柱狀(zhuang)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)(li)生長方向朝焊(han)縫(feng)表(biao)(biao)面(mian)而不是(shi)熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)(qu)，焊(han)接熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)(qu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)(li)尺(chi)寸較小，晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)(li)度(du)在3～4級(ji)之間，且寬(kuan)度(du)較窄。另外(wai)，還觀察到3號(hao)試樣(yang)沒有明顯(xian)的(de)(de)(de)熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)(qu)粗(cu)晶(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)過渡(du)區(qu)(qu)(qu)(qu)，表(biao)(biao)明添加奧(ao)氏體(ti)(ti)焊(han)絲(si)對改善接頭組(zu)織(zhi)，提高力(li)學(xue)性能(neng)是(shi)有益(yi)的(de)(de)(de)。
眾所周知(zhi)，鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)晶粒(li)受熱易粗化，在(zai)焊接(jie)熱循(xun)環過程中，熱影響(xiang)區(qu)晶粒(li)不可避免地長大(da)而使性能下(xia)降。對于022Cr18NbTi鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)焊接(jie)而言，焊接(jie)參數可調(diao)范圍比(bi)較(jiao)窄，不但要(yao)嚴格控(kong)制焊接(jie)熱輸(shu)入，而且要(yao)控(kong)制焊接(jie)電流處于一個(ge)較(jiao)低的水平。
