1、11cr18ni9 不锈钢焊接工艺探讨摘要：1cr18ni9 不锈钢是奥氏体不锈钢的一种。作为奥氏体不锈钢焊接工艺设计重点在于对其的焊接性的分析，然后根据其焊接性分析制定焊接工艺。包括选择合理的焊接方法，焊接参数，焊接材料，焊前准备，焊后热处理等。 关键词：奥氏体不锈钢 焊接性 焊接工艺 一、1cr18ni9 不锈钢的焊接性分析 通常的奥氏体型不锈钢都具有非常好的塑性和韧性，因而便于制成各种形状的构件、容器或管道。这类韧性、塑性本来就好的不锈钢又不会发生任何的淬火硬化，所以尽管其线膨胀系数比碳钢大得多，焊接过程中的弹、塑性应力应变量很大，却极少出现冷裂纹。奥氏体型不锈钢焊接接头不存在淬火硬化区
2、，又由于它有很强的加工硬化能力，所以即使受焊接热影响而软化的区域，其抗拉强度仍然不低。 1.1 焊接热裂纹 （1）1cr18ni9 不锈钢的导热系数大约只有低碳钢的一半，而线膨胀系数却大得多，所以焊后在接头中会产生较大的焊接内应力。 （2）1Crl8Ni9 不锈钢中的成分，如碳、硫、镍等会在熔池中形成低熔点共晶。 （3）1Cr18Ni9 不锈钢的液、固相线的区间较大，结晶时间较长，且奥氏体结晶的枝晶方向性强，所以杂质偏析现象比较严重。 2综上所述，1Cr18Ni9 不锈钢焊接时比较容易产生焊接热裂纹，包括焊缝的纵向和横向裂纹、火口裂纹、打底焊的根部裂纹和多层焊的层间裂纹等 1.2 焊接接头的晶
3、间腐蚀 晶间腐蚀是奥氏体金属最危险的破坏形式之一。不锈钢具有抗腐蚀能力的必要条件是含铬量大于 12%。当含铬量小于 12%时，就会失去抗腐蚀能力。奥氏体不锈钢处在 450850温度下，碳在奥氏体中的扩散速度大于铬在奥氏体中的扩散速度。室温下碳在奥氏体中的溶解度很小，约为 0.02%0.03%，当奥氏体钢中含碳量超过 0.02%0.03%时，碳就不断地向奥氏体晶界扩散，并和铬化合形成铬化物（Cr23C6） ，造成奥氏体边界的贫铬区，当其含铬量小于 12%时，便失去抗腐蚀能力。 二、避免 1cr18ni9 不锈钢焊接缺陷的措施 1 避免 1cr18ni9 不锈钢焊接热裂纹的措施 1.1 冶金措施
4、焊缝金属中增添一定数量的铁素体组织，使焊缝成奥氏体一铁索体双相组织，能很有效地防止焊缝热裂纹的产生。控制焊缝金属中的铬镍比。在焊缝金属中严格限制硼、硫、磷、硒等有害元素含量，以防止热裂纹的产生。也可以加入适当的锰，少许的碳、氮，同时 减少硅的含量。上述冶金因素主要是通过焊接材料（焊条、焊丝和 焊剂）的化学成分来调整。 1.2 工艺措施 采用适当的焊接坡口或焊接方法，使母材金属在焊缝金属中所占3的分量减少（即小的熔合比） 。 焊接参数应选用小的热输入（即小电流快速焊） 。在多层焊时，要等前一层焊缝冷却后再焊接次一层焊缝，层间温度不宜高，以避免焊缝过热。 选择合理的焊接结构、焊接接头形式和焊接顺序
5、，尽量减少焊接应力，可以减少热裂纹的产生。 在焊接过程结束和中途断弧前，收弧要慢且要设法填满弧坑，以防止弧坑裂纹的形成。 2 防止焊缝晶问腐蚀的冶金措施 2.1 使焊缝金属具有奥氏体一铁素体双相组织，不仅能提高焊缝金属抗晶问腐蚀能力和抗应力腐蚀能力，同时还能提高焊缝金属抗热裂纹性能。2.2 在焊缝金属中渗入比铬更容易与碳结合的稳定化元素，如钛、铌、钽和锆等。能够改善晶间腐蚀的倾向。2.3 最大限度地降低碳在焊缝金属中的含量，从而从根本消除晶界的贫铬区。 综上所述，为了使焊缝金属中含有恰当的合金元素种类和数量，只有从焊接材料着手，才能使焊缝金属达到抗晶间腐蚀的目的。 三、1cr18ni9 不锈钢
6、的焊接工艺控制 1 焊接方法 1Cr18Ni9 不锈钢的焊接，即可采用焊条电弧焊，也可采用氩弧焊、埋弧自动焊、气焊等焊接方法进行焊接。这里只探究 1Cri8Ni9 奥氏体不锈钢采用焊条电弧焊的焊接工艺。 2 焊条选择 4在焊条电弧焊时，应选用焊条 EO-19-10Nb-15 或焊条 EO-19-10Nb-16。首先，该种焊条的含碳量低，约为 0.05%0.07%。碳含量在 0.08%以下时，能够析出碳的数量较少。其次，该种焊条含有元素铌，约为0.5%0.8%。铌与碳的亲和能力比铬强，能够与碳结合成稳定的碳化物，从而避免在奥氏体晶界造成贫铬，提高抗晶间腐蚀能力。其三，该种焊条含铬量约为 8.5%
7、。铬在焊缝中能形成铁素体组织。因为铬在铁素体中的扩散速度比在奥氏体中快，因此铬在铁素体内较快地向晶界扩散，减轻了奥氏体晶界的贫铬现象，其四，该种焊条是碱性焊条低氢型药皮。低氢型不锈钢焊条的抗热裂性较高，有利于防止焊接热裂纹的产生。 3 焊接工艺 3.1 焊前根据设计焊件的钢板厚度及接头形式，用机械加工、等离子切割或碳弧气刨等方法下料和加工坡口。为了避免焊接时碳和杂质混入焊缝，在焊前应将焊缝两侧 20mm30mm 范围内用丙酮擦净，并涂白垩粉，以避免表面被飞溅金属损伤。 3.2 组对及点固焊。在满足设计及规范要求的前提下，应尽量减少组对焊缝的长度，并尽量避免焊缝集中。点固焊所用的焊条及工艺与正式
8、焊接所用的应相同。 3.3 焊接工艺 （1）采用小规范工艺参数可防止晶间腐蚀、热裂纹及焊接变形的产生。焊接电流应比焊接低碳钢时低 20%左右，具体参数应以批准的焊接工艺指导书（焊接工艺卡）为准。 （2）为了保证电弧稳定燃烧，可采用直流反接法； 5（3）采用短弧焊，收弧要慢，填满弧坑； （4）与腐蚀介质接触的面最后焊接； （5）多层焊时要控制层间温度；每层焊道焊完，应认真清理焊道。 （6）焊后可视需要采取强制冷却； （7）不要在坡口以外的地方引弧，地线要接好； （8）焊后变形只能用冷加工矫正。 3.4 焊后处理 （1）根据焊接工艺设计，在条件许可的情况下，对焊道进行固溶处理，稳定奥氏体组织。另外
9、，也可以进行稳定化热处理，此时奥氏体晶粒内部的铬逐步扩散到晶界，晶界处的含铬量又重新恢复到大于 12%，这样就不会产生晶间腐蚀。 （2）表面处理，不锈钢焊件表面如有刻痕、凹痕、粗糙点和污点等，会加快腐蚀。如将不锈钢表面抛光，就能提高其抗腐蚀的能力。表面粗糙度越细，抗腐蚀性能就越好。 （3）钝化处理是在不锈钢的表面人工的形成一层氧化膜，以增加其耐腐蚀性。经钝化处理后的不锈钢，外表呈银白色，具有较高的耐腐蚀性。 四、总结 在发达国家每年消耗的不锈钢中有 70%的是奥氏体不锈钢，在我过也达到了 65%左右。因此，做好奥氏体不锈钢的焊接对我国的建安业来说已经越来越重要了。通过对 1Cr18Ni9 奥氏体不锈钢实践表明，只要采取合理的焊接方法、焊接材料及焊接工艺，就可避免焊接过程中产生的焊接6热裂纹和晶间腐蚀等缺陷，从而获得良好的焊接质量。 参考文献： 1、 焊接设备与方法 2、 金属材料及热处理
