如何避免不锈钢焊接中的各种问题？

莱氏体钢制在冲压特征：冲压过程中的弹、塑性形变和应表达式非常大，却很少出现冷裂缝。冲压接点不存有退火通气区及孔隙粗壮化，故沟槽硬度较低。

莱氏体钢制冲压主要难题：冲压形变非常大；因其微结构优点和对这类高浓度沉淀物（S、P）脆弱，易产生热裂缝。

莱氏体钢制的5大冲压难题及处置举措

01

1.石蜡铬的逐步形成，减少了冲压接点抗晶间锈蚀潜能。

晶间锈蚀:根据贫铬方式论,沟槽和热影响区在冷却到450-850℃科唇环境温度区时在微结构上分离出来石蜡铬,导致贫铬的微结构,足以反抗锈蚀的某种程度。

（1）特别针对沟槽晶间锈蚀和目材上科唇环境温度区锈蚀，可换用以下举措予以管制：

a．减少助焊剂及沟槽的电阻率，助焊剂中加进平衡暴昭Ti、Nb等原素使之优先选择逐步形成MC，以避免Cr23C6逐步形成。

b．使沟槽逐步形成莱氏体加小量电感的PR320组织机构。沟槽中存有一定数目的电感时，可明晰孔隙，减少孔隙占地面积，使微结构基层单位占地面积上的石蜡铬分离出来量减少。铬在电感中溶解性非常大，Cr23C6优先选择在电感中逐步形成，而不以致莱氏体微结构贫铬；野餐在莱氏体之间的电感，可避免锈蚀沿微结构向外部扩散。

c．控制在科唇环境温度区段的等待时间。调整冲压Sauxillanges，尽量延长600～1000℃的等待时间，可选择热量密度高的冲压方式（如激光氩弧焊），换用较细的冲压线热量，沟槽左上角通惰性气体或换用铜垫减少冲压接点的冷却速率，减少起弧、收弧单次以避免重复冷却，多层焊时与锈蚀介质的接触面尽量最后施焊等。

d．焊后进行固溶处置或平衡化退火（850～900℃）保温后空冷，以使石蜡物充分分离出来，并使铬加速扩散 ）。

（2）、冲压接点的刀状锈蚀，为此，可采取如下预防举措：

由于碳的扩散潜能较强，在冷却过程中将偏聚在微结构逐步形成过饱和状态，而Ti、Nb则因扩散潜能低而留于晶体内。当冲压接点在科唇环境温度区段再次冷却时，过饱和碳将在晶间以Cr23C6形式分离出来。

a．减少电阻率。对于含有平衡暴昭的钢制，电阻率不应超过0.06％。

b．换用合理的冲压工艺。选择较细的冲压线热量，以减少过热区在高温等待时间，注意避免在冲压过程中产生中温科唇效果。双面焊时，与锈蚀介质接触的沟槽应最后施焊（这是大直径厚壁焊管内焊在外焊之后进行的原因所在），如不能实施则应调整冲压规范及沟槽形状，尽量避免与锈蚀介质接触的过热区再次受到科唇冷却。

c．焊后热处置。焊后进行固溶或平衡化处置。

02

形变锈蚀开裂

可换用以下举措避免形变锈蚀开裂的发生：

a．正确选择材料及合理调整沟槽成分。高纯铬-镍莱氏体钢制、高硅铬-镍莱氏体钢制、电感-莱氏体钢制、高铬电感钢制等具有较好的抗形变锈蚀性能，沟槽金属为莱氏体-电感PR320钢组织机构时抗形变锈蚀性良好。

b．消除或减小残余形变。进行焊后消除形变热处置，换用抛光、喷丸和锤击等机械方式减少表面残余形变。

c．合理的结构设计。以避免产生非常大的形变集中。

03

冲压热裂缝（沟槽结晶裂缝、热影响区液化裂缝）

热裂缝脆弱性主要取决于材料的化学成分、组织机构与性能。Ni易与S、P等沉淀物逐步形成低熔点化合物或共晶，硼、硅等的偏析，将促使产生热裂缝。沟槽易逐步形成方向性强的粗壮柱状晶组织机构，有利于有害沉淀物和原素的偏析。从而促使逐步形成连续的晶间液膜，提高了热裂缝的脆弱性。若冲压不均匀冷却，则易逐步形成非常大的拉形变，促进冲压热裂缝的产生。

避免举措：

a．严格控制有害沉淀物S、P的含量。

b．调整沟槽金属的组织机构。PR320组织机构沟槽具有良好的抗裂性能，沟槽中的δ相可明晰孔隙，消除单相莱氏体的方向性，减少有害沉淀物在微结构的偏析，且δ相能溶解较多的S、P，并能减少界面能，组织机构晶间液膜的逐步形成。

c．调整沟槽金属合金成分。在单相莱氏体钢中适当减少Mn、C、N的含量，加入小量的铈、镐、钽等高浓度原素（可明晰沟槽组织机构、净化微结构），可减少热裂缝脆弱性。

d．工艺举措。尽量减小熔池过热，以避免逐步形成粗壮的柱状晶，换用小线热量及小截面焊道。

例如25-20型莱氏体钢易出现液化裂缝。可通过严格管制助焊剂的沉淀物含量及孔隙度，换用高热量密度的冲压方式、小线热量和提高接点的冷却速率等举措。

04

冲压接点的脆化

热强钢应保证冲压接点的塑性，避免高温脆化；低温用钢要求具有良好的低温韧性，避免冲压接点发生低温脆断。

05

冲压形变非常大

因导热率低、膨胀系数大，故冲压形变非常大，可换用夹具避免形变。莱氏体钢制的冲压方式和冲压材料的选择:

莱氏体钢制可用钨极氩弧焊（TIG）、熔化极氩弧焊（MIG）、激光氩弧焊（PAW）及埋弧焊（SAW）等方式进行冲压。莱氏体钢制因其熔点低、导热系数小、电阻系数大，故冲压电流较细。应换用窄沟槽、窄焊道，减少高温等待时间，避免石蜡物分离出来，减少沟槽收缩形变，减少热裂缝脆弱性。

焊材成分尤其是Cr、Ni合金原素要高于助焊剂。换用含有小量（4～12％）电感的冲压材料，以保证沟槽良好的抗裂（冷裂、热裂、形变锈蚀开裂）性能。沟槽中不允许或不可能存有电感相时，焊材应换用含Mo、Mn等合金原素的冲压材料。

焊材中的C、S、P、Si、Nb应尽量低，Nb在纯莱氏体沟槽中会引起凝固裂缝，但沟槽中有小量电感可有效避免。焊后需进行平衡化或消除形变处置的冲压结构，通常换用含Nb的冲压材料。埋弧焊用于冲压中板，Cr、Ni的烧损可通过焊剂和焊丝中合金原素的过渡得到补充；由于熔深大，应注意避免沟槽中心区热裂缝的产生和热影响区耐锈蚀性的减少。应注意选择较细的焊丝和较细的冲压线热量，焊丝需低Si、S、P。耐热钢制沟槽中电感含量应不大于5％。Cr、Ni含量大于20％的莱氏体钢制，需换用高Mn（6～8％）焊丝，焊剂换用碱性或中性焊剂，以避免向沟槽中增Si，以提高其抗裂性能。莱氏体钢制专用焊剂增Si很少，可向沟槽过渡合金，补偿合金原素的烧损，以满足沟槽性能和化学成分的要求。