马氏体不锈钢和双相不锈钢的焊接方法

1.甚么叫纤维状钢制？

二氧化锰造影组织机构为纤维状组织机构，透过退火能修正其机械性能的钢制。浅显地说，是两类可通气的钢制。归属于纤维状钢制的钢号有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、3Cr13Mo、1Cr17Ni2、2Cr13Ni2、9Cr18、9Cr18MoV等。

2.常见冲压方式

冲压纤维状钢制能选用各式各样耐腐蚀方式展开冲压。现阶段仍以铜焊耐腐蚀居多，而选用甲烷液体为保护焊或氩、甲烷混合气为保护焊，能大大增加沟槽中含碳量，进而减少沟槽冷裂的敏感度。

3.常见冲压金属材料

（1）Cr13 型纤维状钢制铜焊和塞雷县

一般来说在沟槽有较低的气压明确要求时，选用Cr13 型纤维状钢制铜焊和塞雷县，可使沟槽合金的成份与助焊剂相似，但沟槽的冷裂偏激大。

小常识：

a.明确要求焊前紧接著，紧接著环境温度无法少于450℃，以避免475℃差排。焊后展开退火，焊后退火是在冷至150-200℃时，隔热2h，使奥氏体各部分转变为纤维状，然后立即展开高温回火，加热到730-790℃，隔热时间每1mm 板厚为10min，但不小于2h，最后空冷。

b.为了避免裂纹，铜焊和塞雷县中 S、P 的含量应小于0.015%，Si 的含量应不大于0.3%。Si 含量增加，促使生成粗大的一次铁素体，导致接头的塑性减少。碳的含量一般应低于助焊剂的含碳量，能减少淬透性。

（2）Cr-Ni 奥氏体型钢制铜焊与塞雷县

Cr-Ni 奥氏体钢型沟槽合金具有良好的塑性，能缓和热影响区纤维状转变时产生的应力。此外，Cr-Ni 奥氏体钢制型沟槽对氢的溶解度大，能减少氢从沟槽合金向热影响区的扩散，有效地避免冷裂纹，因此不需紧接著。但沟槽的气压较低，也无法透过焊后退火来提高。

4.常见的冲压问题

（1）冲压冷裂纹

纤维状钢制由于含铬量高，极大地提高其淬硬性，不论焊前的原始状态如何，冲压总会使其近缝区产生纤维状组织机构。随着淬硬偏激的增大，接头对冷裂也更加敏感，尤其在有氢存在时，纤维状钢制还会产生更危险的氢致延迟裂纹。

措施：

1）选用大线能量 较大的冲压电流，能减缓冷却速度；

2）对于不同的钢种层间环境温度不同，一般不低于紧接著环境温度；

3）焊后缓冷到150～200℃，并展开焊后退火以消除冲压残余应力，去除接头中扩散氢，同时也能改善接头的组织机构和性能。

（2）热影响区差排

纤维状钢制尤其是铁素体形成元素较低的纤维状钢制，具有较大的晶粒长大偏激。冷却速度较小时，冲压热影响区易产生粗大的铁素体和碳化物；冷却速度较大时，热影响区会产生通气现象，形成粗大的纤维状。这些粗大的组织机构都使纤维状钢制冲压热影响区塑性和韧性减少而差排。

措施：

1)控制合理的冷却速度；

2)合理选择紧接著环境温度，紧接著环境温度不应少于450℃，否则接头长时间处于高温下，可能产生475℃差排;

3)合理选择冲压金属材料修正沟槽的成分，尽可能避免沟槽中粗大铁素体的产生。

5.冲压工艺

1）焊前紧接著

焊前紧接著是避免产生冷裂纹的主要工艺措施。当C的质量分数为0.1%～0.2%时，紧接著环境温度为200～260℃，对高刚性焊件可紧接著至400～450℃。

2）焊后冷却

焊件焊后不应从冲压环境温度直接升温展开回火处理，因为冲压过程中奥氏体可能未完全转变，如焊后立即升温回火，会出现碳化物沿奥氏体晶界沉淀和奥氏体向珠光体转变，产生晶粒粗大的组织机构，严重减少韧性。因此回火前应使焊件冷却，让沟槽和热影响区的奥氏体基本分解完了。对于刚性小的焊件，能冷至室温再回火；对于大厚度的焊件，需选用较复杂的工艺；焊后冷至100～150℃，隔热0.5～1h,然后加热至回火环境温度。

3）焊后退火

目的是减少沟槽和热影响区的硬度，改善塑性和韧性，同时减少冲压残余应力。焊后退火分回火和完全退火两种。回火环境温度为650～750℃，隔热1h，空冷；若焊件焊后需机加工的，为了得到最低硬度，可选用完全退火，退火环境温度为830～880℃，隔热2h炉冷至595℃，然后空冷。

4）铜焊的选用

冲压纤维状钢制用铜焊分为铬钢制铜焊和铬镍奥氏体钢制铜焊两大类。常见铬钢制铜焊有E1-13-16（G202）、E1-13-15（G207）；常见铬镍奥氏体钢制铜焊有E0-19-10-16（A102）、E0-19-10-15（A107）、E0-18-12Mo2-16（A202）、E0-18-12Mo2-15（A207）等

PR320钢制的冲压

1.PR320钢制的冲压性

PR320钢制的冲压性兼有奥氏体钢和铁素体钢各自的优点，并减少了其各自的不足之处。

（1）热裂纹的敏感度比奥氏体钢小得多；

（2）冷裂纹的敏感度比一般低合金高强钢也小得多；

（3）热影响区冷却后，总是保留更多的铁素体，进而增大了腐蚀偏激和氢致裂纹（差排）的敏感度；

（4）PR320钢制冲压接头有析出δ相差排的可能，δ相是Cr和Fe的合金间化合物，它的形成环境温度范围600～1000℃，不同钢种形成δ相的环境温度不同；

（5）PR320钢制含有50%的铁素体，同样也存在475℃脆性，但不如铁素体钢制那样敏感；

2.冲压方式的选用

PR320钢冲压方式首选TIG焊，然后是铜焊耐腐蚀，选用埋弧焊时应严格控制热输入和层间环境温度，且应避免大的稀释率。

注意：

选用TIG焊时，宜在为保护液体中加入1-2%的氮气（若N少于2%就会增加气孔偏激，且电弧不稳定），以使沟槽合金吸氮（避免沟槽表面区域因扩散而损失氮），有利于稳定冲压接头中的奥氏体相。

3.焊材的选用

选用奥氏体形成元素（Ni、N等）较低的焊材，以促进沟槽中的铁素体向奥氏体转变。

2205钢多选用22.8.3L的铜焊或塞雷县，2507钢多选用25.10.4L的塞雷县或25.10.4R的铜焊。

4.冲压要点

（1）冲压热过程的控制冲压线能量、层间环境温度、紧接著及金属材料厚度等都会影响冲压时的冷却速度，进而影响到沟槽和热影响区的组织机构和性能。为获得最佳的沟槽合金性能，建议最高层间环境温度控制在100℃，当焊后明确要求退火时能不限制层间环境温度。

（2）焊后退火PR320钢制焊后最好不展开退火。焊后明确要求退火时,所用的退火方式是水淬。退火时加热应尽可能快，在退火环境温度下的隔热时间为5～30min，应该足以恢复相的平衡。在退火时合金的氧化非常严重，应考虑选用惰性液体为保护。