近年來研發的一種新型高純度鐵(tie)素體(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。
某鋼生產(chan)的022Cr18NbTi，厚為1.5mm冷軋退火鋼板(ban)，對其進行焊接工藝考核。其化(hua)學成分和力學性能見(jian)表(biao)4-9和表(biao)4-10。
1. 焊接參數(shu)的選(xuan)定
焊(han)接方法采用鎢極(ji)(ji)氬(ya)(ya)弧(hu)焊(han)，鎢極(ji)(ji)直徑為(wei)2.4mm，I形(xing)坡口(kou)水平(ping)對接焊(han)，氬(ya)(ya)氣流(liu)量為(wei)8～10L/min，電源極(ji)(ji)性為(wei)直流(liu)正接。定位焊(han)后(hou)進行連(lian)續焊(han)接，選擇不同焊(han)接參數（見(jian)表(biao)4-11）來確定良好的焊(han)接接頭力學性能和組織。
2. 對焊接接頭進行分(fen)析
a. 焊接(jie)接(jie)頭力學性(xing)能檢測：
按有(you)關標準(zhun)執行，焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭室溫拉(la)伸試(shi)驗結果見表4-12，可以看(kan)出(chu)：3號試(shi)樣(yang)由于(yu)焊(han)接(jie)(jie)時添加了焊(han)絲，焊(han)縫有(you)余高，因此(ci)抗靜(jing)載荷能(neng)力(li)強，斷(duan)(duan)裂位置在(zai)母材(cai)；1號和(he)2號試(shi)樣(yang)均(jun)斷(duan)(duan)裂于(yu)焊(han)縫，其斷(duan)(duan)裂強度不小于(yu)母材(cai)95％。從表4-12中還可以看(kan)出(chu)3個(ge)試(shi)樣(yang)熱影響(xiang)區(qu)粗晶(jing)區(qu)的硬度值與母材(cai)相比(bi)變化(hua)不大。室溫彎(wan)曲(qu)(qu)試(shi)驗：焊(han)縫位于(yu)試(shi)樣(yang)中心，彎(wan)曲(qu)(qu)直徑為(wei)2倍試(shi)樣(yang)厚度，彎(wan)曲(qu)(qu)角度為(wei)180°。各個(ge)試(shi)樣(yang)的面彎(wan)和(he)背彎(wan)試(shi)樣(yang)都合(he)格，未出(chu)現(xian)裂紋(wen)，表明焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭具(ju)有(you)良好的抗彎(wan)性能(neng)，其對晶(jing)粒(li)度不敏感。
b. 焊接接頭(tou)室溫金相組(zu)織：
通過對(dui)比(bi)可(ke)以(yi)發現，1號試(shi)(shi)樣(yang)焊(han)(han)縫(feng)(feng)和(he)熱(re)(re)(re)影(ying)(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)粗(cu)晶(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)和(he)細晶(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)粒都特(te)別粗(cu)大(da)，粗(cu)晶(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)粒度(du)達0～1級。2號試(shi)(shi)樣(yang)熱(re)(re)(re)影(ying)(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)粗(cu)晶(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)和(he)細晶(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)粒尺(chi)(chi)寸(cun)與1號試(shi)(shi)樣(yang)相(xiang)比(bi)顯(xian)著減小(xiao)(xiao)，晶(jing)(jing)(jing)粒度(du)為(wei)4級。3號試(shi)(shi)樣(yang)由于填充了E308L奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體焊(han)(han)絲，焊(han)(han)縫(feng)(feng)區(qu)(qu)(qu)可(ke)以(yi)大(da)致分(fen)為(wei)兩(liang)部分(fen)，一是位(wei)于表層的(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體區(qu)(qu)(qu)，熔合比(bi)小(xiao)(xiao)，組(zu)織為(wei)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體焊(han)(han)態(tai)組(zu)織；二是位(wei)于焊(han)(han)縫(feng)(feng)根(gen)部的(de)(de)鐵素體區(qu)(qu)(qu)，熔合比(bi)大(da)，組(zu)織為(wei)粗(cu)大(da)的(de)(de)柱狀晶(jing)(jing)(jing)，晶(jing)(jing)(jing)粒生(sheng)長方向朝焊(han)(han)縫(feng)(feng)表面而不(bu)是熱(re)(re)(re)影(ying)(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)，焊(han)(han)接熱(re)(re)(re)影(ying)(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)晶(jing)(jing)(jing)粒尺(chi)(chi)寸(cun)較(jiao)小(xiao)(xiao)，晶(jing)(jing)(jing)粒度(du)在3～4級之間，且寬(kuan)度(du)較(jiao)窄。另外(wai)，還觀察到3號試(shi)(shi)樣(yang)沒有(you)明顯(xian)的(de)(de)熱(re)(re)(re)影(ying)(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)粗(cu)晶(jing)(jing)(jing)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)過渡區(qu)(qu)(qu)，表明添加奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體焊(han)(han)絲對(dui)改善接頭(tou)組(zu)織，提高力(li)學(xue)性能是有(you)益的(de)(de)。
眾(zhong)所周(zhou)知(zhi)，鐵素(su)體不(bu)銹鋼晶粒受熱易粗化(hua)，在(zai)焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)熱循環(huan)過(guo)程中，熱影(ying)響區(qu)晶粒不(bu)可避免地長大(da)而使性(xing)能下降。對(dui)于(yu)022Cr18NbTi鐵素(su)體不(bu)銹鋼焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)而言，焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)參數(shu)可調(diao)范圍比(bi)較窄，不(bu)但要(yao)嚴格控(kong)制焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)熱輸入，而且(qie)要(yao)控(kong)制焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)電(dian)流處于(yu)一個較低(di)的水(shui)平。
