【摘要】本文分析了奧氏體不銹鋼在焊接過程中容易產生的降低焊接接頭抗晶間腐蝕能力、熱裂紋和焊接接頭脆化等問題，并從焊接材料選用或者焊接工藝制定等方面提出防止措施。

　　大部分的機械設備和工程結構都要受到大氣和雨水的腐蝕，特別是在工業區還會受到各種工業廢氣的浸蝕；船舶、海洋結構和碼頭設施會受到海水和海洋氣體的腐蝕。據統計，全世界所有的金屬制品中，每年由于腐蝕而報廢的重量，約為金屬年產量的1/3。奧氏體不銹鋼有更優良的耐腐蝕性；強度較低，而塑性、韌性極好；焊接性能良。目前奧氏體不銹鋼在石油、化工、海洋開發、國防工業和一些尖端科學技術及日常生活中都有廣泛應用，是應用最廣的不銹鋼。研究奧氏體不銹鋼的焊接性，對發展耐蝕鋼的焊接結構具有非常重大的經濟意義。

　　1、焊接接頭的抗腐蝕性

　　焊接時，奧氏體不銹鋼母材類型和所用的焊接材料與工藝不同，可能產生焊縫的晶間腐蝕、熔合區和過熱區的“刀蝕”和熱影響區中的敏化溫度區的晶間腐蝕。

　　多層多道焊接時，前面已焊焊縫處于敏化溫度區時，會產生晶間貧鉻；使用時接觸腐蝕介質，就會發生晶間腐蝕。防止焊縫焊縫晶間腐蝕，可選用含鈦或鈮穩定劑的奧氏體不銹鋼焊接材料，也可選用超低碳焊接材料。還可以選用焊縫有少量鐵素體組織的焊接材料和熔合比。

　　由于焊接熱循環的加熱速度和冷卻速度都非常快，因此焊接熱影響區的敏化溫度區略高于熱處理敏化溫度區，在600～1000℃范圍。防止熱影響區晶間腐蝕的措施：選用含鈦或鈮的奧氏體不銹鋼母材，或選用超低碳的奧氏體不銹鋼母材；在焊接工藝上選用小線能量焊接、快速冷卻的焊接工藝等，以減少在敏化溫度區范圍的停留時間，減少晶界Cr23C6的產生。

　　含鈦或鈮的奧氏體不銹鋼焊接熱影響區緊鄰熔合線的過熱區。溫度超過1200℃，TiC或NbC全部溶解于奧氏體中，冷卻時部分固溶的碳原子擴散并偏聚在奧氏體晶界上。在隨后的多層焊處于600～1000℃的敏化區，晶界上碳原子濃度增大，與鉻結合成Cr23C6，造成晶間貧鉻。使用時，在一定的腐蝕介質作用下，將從表面開始產生晶間腐蝕，直至形成刀狀腐蝕的的破壞，簡稱“刀蝕”。防止“刀蝕”的措施：選用超低碳奧氏體不銹鋼母材（超低碳奧氏體不銹鋼焊接接頭不會產生刀蝕），在焊接順序上安排接觸腐蝕介質表面上的焊縫最后焊接。

　　根據不銹鋼設備與制件的應力腐蝕斷裂事例和試驗研究，可以認為：在一定靜拉伸應力和在一定溫度條件下的特定電化學介質共同作用下，現有的不銹鋼均有產生應力腐蝕的可能。應力腐蝕最大特點之一是腐蝕介質與材料的組合上有選擇性。容易引起奧氏體不銹鋼應力腐蝕主要是鹽酸和氯化物含有氯離子的介質，還有硫酸、硝酸、氫氧化物等介質。應力主要是焊接殘余應力。因此，防止應力腐蝕主要是消除焊接殘余應力的焊后熱處理；以及焊接工藝采取措施減小殘余應力。例如，結構設計時要盡量采用對接接頭，避免十字交叉焊縫，Y形坡口改為X形坡口；適當減小坡口角度；采用短焊道焊；采用小線能量；適當的焊后錘擊、表面拋光、表面噴丸等。

　　奧氏體不銹鋼焊接時比較容易產生熱裂紋。奧氏體不銹鋼焊接時產生熱裂紋的原因：一是單相奧氏體焊縫易形成方向性強的柱狀晶組織，硫、磷、鎳、碳等元素形成的低熔點共晶雜志偏析比較嚴重；二是不銹鋼導熱系數小、線膨脹系數大，導致焊接應力比較大（一般是焊縫和熱影響區受拉應力）。

　　（1）冶金措施

　　②調整焊縫化學成分。選用雙相組織的焊條，使焊縫形成奧氏體的少量鐵素體的雙相組織，以細化晶粒，打亂柱狀晶方向，減小偏析嚴重程度。鐵素體的質量分數控制在3%～8%（5%左右）。過多的鐵素體會使焊縫變脆。對于鎳的質量分數大于15%的奧氏體不銹鋼不能采用奧氏體和鐵素體雙相組織來防止熱裂紋。因為鐵素體在高溫（>650℃）下長期使用，會析出相，使焊縫脆化。可采用奧氏體和碳化物的雙相組織焊縫，亦有較高的抗熱裂能力。