李戰斌柳云天徐祥久劉海

　　關鍵詞：奧氏體不銹鋼;焊接工藝;晶間腐蝕;S31608

　　Abstract：AnewweldingprocedurewasestablishedbasedonthecharacteristicsofausteniticstainlessS31608withhighcarboncontent.TheprocedurecombinedwithmanualTIGwelding，shieldedmetalarcwelding，andsubmerge-arcwelding，togetherwithweldingwireER316HandweldingrodE316H-16，wasappliedtotheweldingprocedure.ThequalificationofweldedjointwasqualifiedwithRTandPT.Themechanicalproperty，intergranularcorrosioninspectiontestandmicrostructuretestwereconducted.Theexperimentalresultsshowedthattheweldwasmadeupofausteniteandferrite，thestrengthandcorrosionresistanceofweldwereofexcellentperformance.Theexperimentalresultsmettheengineeringrequirements.

　　奧氏體不銹鋼由于其良好的力學性能，耐高溫、耐腐蝕性能，在石化容器制造中獲得廣泛應用，常見奧氏體不銹鋼包括304L，316L等。S31608的含碳量為0.04%～0.08%，相對304L，316L而言，較高的碳含量可以提高不銹鋼的高溫強度和抗氧化性能，可用于高溫結構，但是較高的含碳量會影響不銹鋼的焊接性能和耐蝕性能[1]。由于含碳量超過0.03%的非穩定性的奧氏體不銹鋼（不含Ti或Nb的牌號），在650℃以上加熱時，或者緩慢冷卻通過這個溫度區間時，將會在晶界析出鉻的碳化物，并造成最鄰近的區域Cr貧化使得這些區域對腐蝕敏感，即發生敏化作用。所以S31608奧氏體不銹鋼比低含碳量的304L，316L奧氏體不銹鋼更容易發生晶間腐蝕。

　　1焊接工藝及材料

　　1.1試驗材料

　　1.2焊接工藝

　　焊接時，根部首先用手工鎢極氬弧焊焊接兩層，實現單面焊雙面成形，焊接過程中進行背面氣體保護;第3～8層采用焊條電弧焊，第3層使用3.2mm焊條填充，第4～8層使用4.0mm焊條填充;其余使用埋弧焊填充蓋面。具體焊接參數見表2。焊接過程中控制層間溫度上限為150℃。

　　3.1彎曲和力學性能檢驗

　　對SMAW和SAW部位焊接接頭進行硬度檢驗，結果如圖2所示，焊縫硬度值略高于母材及熱影響試驗區。

　　對焊接接頭進行宏觀檢驗，如圖3所示。由宏觀照片可以看出焊縫焊道分布清晰，焊道間不存在未熔合、未焊透的現象，焊縫和熱影響區均無裂紋、氣孔等缺陷。

　　對焊接接頭進行微觀金相組織觀察，包括母材、焊縫和熱影響區，如圖4所示。

　　圖4b為焊縫金屬金相組織，奧氏體枝晶比較均勻，也沒有明顯的粗化，焊縫組織為幾乎平行的柱狀晶及二次結晶形成的胞狀晶，殘余鐵素體沿晶界分布，這是因為奧氏體鋼的熱膨脹系數小，導熱性差，熔池冷卻速度慢、溫度梯度小，使得晶粒一次結晶長大為柱狀晶，殘余鐵素體沿晶界分布，由于鐵素體強烈形核效果，熔池冷卻過程中，晶粒沿晶界二次結晶形成細小胞狀晶，并沿晶界生長。奧氏體不銹鋼焊縫熔敷金屬中含適量的鐵素體有利于提高焊縫抗熱裂紋和晶間腐蝕的能力。

　　3.4晶間腐蝕試驗

　　該工藝采用手工鎢極氬弧焊、焊條電弧焊和埋弧焊組合的焊接方法，采用較小線能量，控制較低的層間溫度，能夠獲得合格的奧氏體不銹鋼S31608焊接接頭。焊接接頭的力學性能優良，抗拉強度達到614MPa，焊縫組織為奧氏體和鐵素體，宏微觀組織完好無缺陷，抗晶間腐蝕性能優良，滿足奧氏體不銹鋼S31608工程應用要求。

　　[2]徐祥久，孫偉，黃超.316L奧氏體不銹鋼厚板焊接工藝及接頭性能研究[J].鍋爐制造，2015（3）：45-47.