【絕對乾貨】不鏽鋼焊接材料的選用規則！

焊接材料與母材等強原則對奧氏體不鏽鋼並不完全適用，奧氏體不鏽鋼如用於耐蝕工況，對強度無具體要求，主要考慮焊縫的抗腐蝕性能。如用於高溫高壓工況，短時工作則要求具有一定的高溫短時強度，長期工作則要保證焊縫金屬有足夠的持久強度和蠕變極限，例如：SA213-TP304H管子用於高壓高溫工況，則需選用E308H焊接材料。

奧氏體不鏽鋼焊接，選擇焊接材料更主要考慮熔敷金屬的化學成份應與母材成份相當。只要焊接材料的熔敷金屬的化學成份與母材相當，此焊縫金屬的使用性能就能與母材相當，包括力學性能抗蝕性等，特別要注意製造技術條件或圖紙對抗腐蝕性能的特殊要求。為防止焊接過程產生晶間裂紋最好選用低碳（超低碳），含Ti、Nb的不鏽鋼焊接材料。焊條葯皮中或焊劑中如SO₂含量過高就不適用含鎳高的奧氏體鋼的焊接。為防止焊縫熱裂紋（凝固裂紋），應控制P、S、Sb、Sn雜質的含量，儘可能避免焊縫金屬生成單相奧氏體組織。

儘管許多資料介紹，奧氏體不鏽鋼焊縫中的鐵素體含量對降低焊縫金屬裂紋傾向有利，但是過去大量的純奧氏體焊縫金屬已使用多年，而且接頭運行良好。在某些介質中適當的鐵素體含量對耐蝕性有利，但是對低溫工況下焊縫金屬的衝擊有害。綜合考慮，一般希望奧氏體不鏽鋼中的鐵素體含量為4-12％為宜，因為5％的鐵素體含量就可獲得滿意的抗晶間腐蝕性。焊縫中的鐵素體含量可用焊縫金屬中化學成份，折算成Cr當量和Ni當量，通過組織圖進行估計，常用的組織圖有WRC－1988圖，愛斯派圖和德龍圖，其中WRC-1988圖適用於300系列不鏽鋼和雙相不鏽鋼，對於N＞0.2％ Mn＞10％的材料不適用。愛斯派圖適用於Mn＜1.5％ N＜0.25％的200系列氮強化奧氏體不鏽鋼。

馬氏體/鐵素體不鏽鋼焊接材料的選擇

馬氏體不鏽鋼最好採用與母材同質的焊接材料，例1Cr13鋼應選擇E410系列的焊接材料，手工電弧焊焊材牌號為G217，但是普通的1Cr13對應的焊接材料，其焊縫金屬組織為粗大的馬氏體與鐵素體，該組織硬而脆，易形成裂紋，而且焊件必須預熱250-350℃，為改善性能要限制焊接材料中S、P含量和控制Si含量（≤0.30％）並降低C含量，增加少量的Ti、Al、Ni來細化晶粒，降低淬硬性，有資料表明焊接材料增加Nb含量（達0.8％）左右，可獲得單相鐵素體組織。在CO_２焊絲要增加Ti、Mn元素達到脫氧目的。

馬氏體不鏽鋼也可採用奧氏體不鏽鋼焊接材料，此時必須考慮母材稀釋對焊縫金屬成份的影響，通過適當的Cr、Ni含量，避免在焊縫金屬中形成馬氏體組織，例如採用A312（E309Mo）焊接材料焊接1Cr13馬氏體鋼。

鐵素體不鏽鋼通常也採用與母材同質的焊接材料，但是焊縫的鐵素體組織粗大而且韌性很差，可以通過焊接材料中增加Nb來改善鋼化鐵素體組織，同時通過熱處理來改善焊縫金屬的韌性。對於不能進行焊後熱處理的鐵素體不鏽鋼，也可採用純奧氏體焊接材料以獲得綜合性能的焊接接頭。

1）鎢極氬弧焊方法對焊縫金屬化學成份變化的影響最小，未受稀釋的焊縫金屬中除C、N外，其它變化不大，其中C損失最大，含C量0.06％的焊絲，氬弧焊未受稀釋的熔敷金屬中含量為0.04％，而N的含量焊縫金屬則增加0.02％左右。

2）熔化極氣體保護焊Mn、Si、Cr、Ni、Mo含量可能發生輕微變化，而C的損失僅為氬弧焊的1/4，而N的含量增加較多，焊接工藝不同則增加量不同最高可達0.15％。

3）手工電弧焊和埋弧自動焊時，焊縫金屬的合金元素受葯皮、焊劑與焊芯、焊絲共同影響，尤其那些通過葯皮或焊劑進行合金元素過渡的焊接材料，無法用焊芯、焊絲的化學成份估算焊縫金屬的化學成份。

4）當然通過焊縫金屬中的合金含量可估算出焊縫中鐵素體含量，但是這種估算值與實際值有一定偏差，因為焊接過程的冷卻速度也影響鐵素體含量，一致認為如果焊縫金屬中合金元素含量完全相同，焊接方法不同，則鐵素體含量也不相同。以帶極堆焊最高，依此是埋弧焊、手工電弧焊、CO₂氣保焊、MAG焊、MIG焊、氬弧焊焊縫鐵素體含量最低，即使同樣的帶極堆焊，在測量中發現，收弧和起弧處鐵素體含量比中間段低2-3％左右。