合金工具鋼焊材

不銹鋼焊材均勻腐蝕

在這種情況下，不銹鋼表面的鈍化膜局部或全部損壞。腐蝕以一定速度擴(kuò)散，這個(gè)速度由腐蝕的環(huán)境和合金的成分共同決定。不銹鋼的均勻腐蝕一般發(fā)生在酸性環(huán)境或熱堿溶液中。通常增加鉻和鉬抵抗均勻腐蝕。

不銹鋼焊材晶間腐蝕

晶間腐蝕，是指在某些環(huán)境中,晶界的溶解速度遠(yuǎn)大于晶粒本身的溶解速度時(shí),會(huì)產(chǎn)生沿晶界進(jìn)行的選擇性局部腐蝕,稱為晶間腐蝕。奧氏體不銹鋼焊接件容易在焊接接頭處發(fā)生晶間腐蝕，根據(jù)貧鉻理論,其原因是焊接時(shí)焊縫和熱影響區(qū)在加熱到500～850℃溫度范圍停留一定時(shí)間的接頭部位，在晶界處析出高鉻碳化物（Cr23C6），引起晶粒表層含鉻量降低，形成貧鉻區(qū)，在腐蝕介質(zhì)的作用下，晶粒表層的貧鉻區(qū)受到腐蝕而形成晶間腐蝕。這時(shí)被腐蝕的焊接接頭表面無明顯變化，受力時(shí)則會(huì)沿晶界斷裂，幾乎完全失去強(qiáng)度。

不銹鋼焊材點(diǎn)狀腐蝕

點(diǎn)狀腐蝕是局部腐蝕的一種，這種腐蝕在不銹鋼表面產(chǎn)生分散的小腐蝕點(diǎn)。不銹鋼點(diǎn)腐蝕是點(diǎn)腐蝕主要發(fā)生在含有氯化物或其他鹵化物的中性或酸性溶液環(huán)境下。通過添加Cr, Mo 和N可以顯著提高不銹鋼的抗點(diǎn)蝕性能。 下列公式常用于衡量焊縫金屬的抗點(diǎn)蝕性能：PREN=% Cr 3.3%Mo 16% N。

但是用該公式來對(duì)比鋼材與焊縫金屬的抗點(diǎn)蝕性能時(shí)，需要考慮焊縫金屬在凝固時(shí)的偏析對(duì)成分的影響。

不銹鋼焊材縫隙腐蝕

縫隙腐蝕是局部腐蝕的一種，由于狹縫或間隙的存在，在狹縫內(nèi)或近旁發(fā)生的腐蝕，發(fā)生縫隙腐蝕的縫隙必須寬到腐蝕溶液能夠進(jìn)入，但又必須窄到能維持溶液靜滯?？p隙腐蝕通常發(fā)生在金屬表面與墊片、墊圈、襯板、表面沉積物等接觸的地方以及搭接縫、金屬重疊處等地方。不銹鋼焊材具有良好的抗點(diǎn)蝕腐蝕也有良好的抗裂縫腐蝕。

不銹鋼焊材應(yīng)力腐蝕開裂

應(yīng)力腐蝕開裂是焊接接頭在特定腐蝕環(huán)境下受拉伸應(yīng)力作用時(shí)所產(chǎn)生的延遲開裂現(xiàn)象。奧氏體不銹鋼焊接接頭的應(yīng)力腐蝕開裂是焊接接頭比較嚴(yán)重的失效形式,表現(xiàn)為無塑性變形的脆性破壞。

雙相不銹鋼焊材要求

焊材包括：①填充金屬；②保護(hù)氣體和背面保護(hù)氣體。分述如下。在焊態(tài)下使用的焊接結(jié)構(gòu)，其焊縫金屬與母材相比應(yīng)是合金元素鎳含量較高的。這是為了保證合適的鐵素體和奧氏體的相比例。這一純焊縫金屬在焊態(tài)下，必須有這樣的成分，即能在結(jié)晶后直接均勻地形成以奧氏體為主（30%～70%）的并含有鐵素體的雙相組織。當(dāng)焊件可在1050～1100℃溫度下退火時(shí)，應(yīng)該選擇與母材成分（Ni=55%～70%）相當(dāng)?shù)暮缚p金屬。在這種焊接工藝中，焊后占主要的鐵素體基體轉(zhuǎn)變形成了平衡的鐵素體/奧氏體組織。焊接雙相不銹鋼和超級(jí)雙相不銹鋼的焊材均是配套設(shè)計(jì)的（詳見表1和表2）。手工焊用的涂藥焊條既可以用鈦型藥皮焊條，也可以用堿性藥皮焊條。堿性藥皮的焊條對(duì)全位置的焊接更適宜一些，而鐵型悍條工藝性優(yōu)良，在幾乎所有的實(shí)際應(yīng)用中都可獲得滿意的效果。

采用填充焊絲和其他焊接方法（GTAW、GMAW、SAW）熔敷的焊縫金屬與焊絲有類似的化學(xué)成分。

保護(hù)氣體適用于各種氣體保護(hù)焊方法（見表3）。

表1雙相不銹鋼的配套焊接材料

背面保護(hù)氣體用于單面焊的焊管內(nèi)部氣體保護(hù)，即可以用于工業(yè)純氬氣，也可以用于高純度氬氣（99.99%）。在所有情況下，氣體都應(yīng)該干燥（PrEN439：除CO₂外，所有氣體最大不超過40ppm露點(diǎn)最高-50℃，CO₂中的水分最大不超過200ppm，露點(diǎn)最高為-35℃），因該采取各種措施避免水分侵入保護(hù)氣體中。

保護(hù)氣體和背面保護(hù)氣體對(duì)焊縫金屬的含氮量有影響。由于保護(hù)氣體中的N₂分壓低，可能從焊縫熔池中擴(kuò)散出N₂，從而使焊縫金屬氮量降低，最大可減少0.05%N₂。存在這種危險(xiǎn)時(shí)，在保護(hù)氣體和背面保護(hù)氣體中必須加入5%N₂，以防止焊縫金屬N₂損失。

雙相不銹鋼焊材選用

雙相不銹鋼用的焊材，其特點(diǎn)是焊縫組織為奧氏體占優(yōu)的雙相組織，主要耐蝕元素（鉻、鉬等）含量與母材相當(dāng)，從而保證與母材相當(dāng)?shù)哪臀g性。為了保證焊縫中奧氏體的含量，通常是提高鎳和氮的含量，也就是提高約2%~4%的鎳當(dāng)量。在雙相不銹鋼母材中，一般都有一定量的氮含量，在焊材中也希望有一定的含氮量，但一般不宜太高，否則會(huì)產(chǎn)生氣孔。這樣鎳含量較高就成了焊材與母材的一個(gè)主要區(qū)別。

根據(jù)耐腐蝕性、接頭韌性的要求不同來選擇與母材化學(xué)成分相匹配的焊條，如焊接Cr22型雙相不銹鋼，可選用Cr₂₂Ni₉Mo₃型焊條，如E2209焊條。采用酸性焊條時(shí)脫渣優(yōu)良，焊縫成形美觀，但沖擊韌性較低，當(dāng)要求焊縫金屬具有較高的沖擊韌性，并需進(jìn)行全位置焊接時(shí)，應(yīng)采用堿性焊條。當(dāng)根部封底焊時(shí)，通常采用堿性焊條。當(dāng)對(duì)焊縫金屬的耐腐蝕性能具有特殊要求時(shí)，還應(yīng)采用超級(jí)雙相鋼成分的堿性焊條。

對(duì)于實(shí)心氣體保護(hù)焊焊絲，在保證焊縫金屬具有良好耐腐蝕性與力學(xué)性能的同時(shí)，還應(yīng)注意其焊接工藝性能，對(duì)于藥芯焊絲，當(dāng)要求焊縫成形美觀時(shí)，可采用金紅石型或鈦鈣型藥芯焊絲，當(dāng)要求較高的沖擊韌度或在較大的拘束度條件下焊接時(shí)，宜采用堿度較高的藥芯焊絲。

對(duì)于埋弧焊宜采用直徑較小的焊絲，實(shí)現(xiàn)中小焊接規(guī)范下的多層多道焊，以防止焊接熱影響區(qū)及焊縫金屬的脆化，并采用配套的堿性焊劑。