近年來研發的一種新型高純度鐵素(su)體不銹(xiu)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。
某鋼生產的(de)022Cr18NbTi，厚(hou)為1.5mm冷軋退火(huo)鋼板，對(dui)其進行焊接工(gong)藝(yi)考核(he)。其化學(xue)成分和力(li)學(xue)性能(neng)見表4-9和表4-10。
1. 焊接參數的選(xuan)定
焊(han)接(jie)方法采用鎢極(ji)氬弧焊(han)，鎢極(ji)直(zhi)徑為2.4mm，I形坡口(kou)水(shui)平對接(jie)焊(han)，氬氣流量為8～10L/min，電源極(ji)性為直(zhi)流正(zheng)接(jie)。定位焊(han)后(hou)進行連續(xu)焊(han)接(jie)，選擇不同(tong)焊(han)接(jie)參數（見(jian)表(biao)4-11）來(lai)確定良好的焊(han)接(jie)接(jie)頭力(li)學(xue)性能和組織。
2. 對焊接(jie)接(jie)頭進行(xing)分析
a. 焊接接頭力(li)學性能檢測：
按有關標準執行，焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭室(shi)溫(wen)拉(la)伸試(shi)(shi)驗結果見表(biao)4-12，可以(yi)看出(chu)：3號試(shi)(shi)樣由于(yu)(yu)焊(han)(han)(han)接(jie)時添加了焊(han)(han)(han)絲，焊(han)(han)(han)縫(feng)有余高，因此抗靜(jing)載(zai)荷能力強，斷(duan)裂位置在母(mu)(mu)材；1號和2號試(shi)(shi)樣均(jun)斷(duan)裂于(yu)(yu)焊(han)(han)(han)縫(feng)，其(qi)斷(duan)裂強度不小于(yu)(yu)母(mu)(mu)材95％。從表(biao)4-12中(zhong)還可以(yi)看出(chu)3個試(shi)(shi)樣熱影響區粗(cu)晶區的(de)硬度值與母(mu)(mu)材相(xiang)比變化不大。室(shi)溫(wen)彎(wan)(wan)曲試(shi)(shi)驗：焊(han)(han)(han)縫(feng)位于(yu)(yu)試(shi)(shi)樣中(zhong)心(xin)，彎(wan)(wan)曲直(zhi)徑為(wei)2倍(bei)試(shi)(shi)樣厚度，彎(wan)(wan)曲角度為(wei)180°。各個試(shi)(shi)樣的(de)面彎(wan)(wan)和背彎(wan)(wan)試(shi)(shi)樣都合格(ge)，未出(chu)現(xian)裂紋，表(biao)明焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭具有良好的(de)抗彎(wan)(wan)性能，其(qi)對晶粒度不敏感。
b. 焊(han)接接頭室溫金相組織：
通(tong)過(guo)(guo)對比可以發(fa)現，1號(hao)試樣(yang)焊(han)(han)縫和熱(re)影響(xiang)(xiang)區(qu)的(de)粗(cu)晶(jing)(jing)(jing)區(qu)和細晶(jing)(jing)(jing)區(qu)的(de)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)都(dou)特別粗(cu)大(da)，粗(cu)晶(jing)(jing)(jing)區(qu)的(de)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)度(du)達0～1級。2號(hao)試樣(yang)熱(re)影響(xiang)(xiang)區(qu)的(de)粗(cu)晶(jing)(jing)(jing)區(qu)和細晶(jing)(jing)(jing)區(qu)的(de)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)尺寸與(yu)1號(hao)試樣(yang)相(xiang)比顯著減(jian)小，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)度(du)為4級。3號(hao)試樣(yang)由于(yu)填充了E308L奧氏(shi)體(ti)(ti)焊(han)(han)絲，焊(han)(han)縫區(qu)可以大(da)致(zhi)分(fen)為兩部(bu)分(fen)，一(yi)是位(wei)(wei)于(yu)表(biao)層(ceng)的(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)區(qu)，熔(rong)合(he)比小，組(zu)織(zhi)(zhi)為奧氏(shi)體(ti)(ti)焊(han)(han)態組(zu)織(zhi)(zhi)；二是位(wei)(wei)于(yu)焊(han)(han)縫根(gen)部(bu)的(de)鐵素(su)體(ti)(ti)區(qu)，熔(rong)合(he)比大(da)，組(zu)織(zhi)(zhi)為粗(cu)大(da)的(de)柱狀晶(jing)(jing)(jing)，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)生長方向朝(chao)焊(han)(han)縫表(biao)面而(er)不(bu)是熱(re)影響(xiang)(xiang)區(qu)，焊(han)(han)接(jie)熱(re)影響(xiang)(xiang)區(qu)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)尺寸較(jiao)小，晶(jing)(jing)(jing)粒(li)度(du)在3～4級之間，且寬度(du)較(jiao)窄(zhai)。另外，還觀察(cha)到3號(hao)試樣(yang)沒(mei)有明顯的(de)熱(re)影響(xiang)(xiang)區(qu)粗(cu)晶(jing)(jing)(jing)區(qu)的(de)過(guo)(guo)渡(du)區(qu)，表(biao)明添加(jia)奧氏(shi)體(ti)(ti)焊(han)(han)絲對改善接(jie)頭組(zu)織(zhi)(zhi)，提(ti)高力學性能是有益(yi)的(de)。
眾所周知，鐵素體不(bu)銹鋼晶粒(li)受熱(re)易粗化(hua)，在焊(han)接(jie)(jie)熱(re)循環過程(cheng)中，熱(re)影響區晶粒(li)不(bu)可避免地長大而(er)使性(xing)能下降。對(dui)于022Cr18NbTi鐵素體不(bu)銹鋼焊(han)接(jie)(jie)而(er)言，焊(han)接(jie)(jie)參數(shu)可調范圍(wei)比較窄，不(bu)但要嚴格(ge)控制焊(han)接(jie)(jie)熱(re)輸入，而(er)且要控制焊(han)接(jie)(jie)電流處于一個較低的水平(ping)。
