近年來研發的一種新型高純度鐵素(su)體不(bu)銹鋼，其成分特點為超低碳（C＋N）及中Cr（質量分數為18％），同時添加了少量的合金元素Nb（質量分數為0.45％～0.50％）及Ti（質量分數約為0.15％）以實現Cr的雙穩定化；其組織特點為單相鐵素體組織，高溫到室溫無組織轉變；性能特點除了具有良好的耐蝕性外，同時還具有良好的力學性能。與奧氏體不銹鋼，相比，鐵素體不銹鋼導熱性好，熱脹系數小，且具有更好的經濟性。但使用成品的厚度一般都小于3mm，該鋼需經焊接加工時，厚度限制范圍更小，一般小于2mm。
某鋼生(sheng)產的022Cr18NbTi，厚為1.5mm冷軋退火鋼板(ban)，對(dui)其進(jin)行焊(han)接工藝(yi)考核。其化(hua)學成分和力學性能見表4-9和表4-10。
1. 焊接參數的選(xuan)定
焊(han)(han)接(jie)方法(fa)采用鎢極(ji)氬弧焊(han)(han)，鎢極(ji)直(zhi)徑為(wei)2.4mm，I形坡口水平對接(jie)焊(han)(han)，氬氣流量為(wei)8～10L/min，電源極(ji)性為(wei)直(zhi)流正接(jie)。定位焊(han)(han)后進行(xing)連續焊(han)(han)接(jie)，選擇不(bu)同焊(han)(han)接(jie)參數（見表4-11）來確定良好(hao)的焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭力學性能和組織。
2. 對焊接(jie)接(jie)頭進(jin)行分析
a. 焊接(jie)接(jie)頭力學性(xing)能檢測：
按有(you)關標準執(zhi)行，焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭室溫拉(la)伸(shen)試(shi)(shi)驗(yan)結果見(jian)表4-12，可(ke)以(yi)看出：3號試(shi)(shi)樣(yang)由于(yu)(yu)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時添加了(le)焊(han)(han)(han)絲，焊(han)(han)(han)縫有(you)余(yu)高，因(yin)此抗靜載荷能力強，斷裂位置在母材；1號和2號試(shi)(shi)樣(yang)均(jun)斷裂于(yu)(yu)焊(han)(han)(han)縫，其斷裂強度(du)不小于(yu)(yu)母材95％。從表4-12中還(huan)可(ke)以(yi)看出3個(ge)試(shi)(shi)樣(yang)熱(re)影(ying)響(xiang)區粗晶(jing)區的(de)硬度(du)值與母材相比變化不大(da)。室溫彎(wan)(wan)曲試(shi)(shi)驗(yan)：焊(han)(han)(han)縫位于(yu)(yu)試(shi)(shi)樣(yang)中心，彎(wan)(wan)曲直徑為(wei)2倍試(shi)(shi)樣(yang)厚(hou)度(du)，彎(wan)(wan)曲角度(du)為(wei)180°。各個(ge)試(shi)(shi)樣(yang)的(de)面彎(wan)(wan)和背彎(wan)(wan)試(shi)(shi)樣(yang)都合格，未出現裂紋，表明焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭具(ju)有(you)良好的(de)抗彎(wan)(wan)性能，其對晶(jing)粒度(du)不敏(min)感。
b. 焊接接頭室溫金相組織：
通過(guo)對比可(ke)以發現(xian)，1號(hao)試樣焊縫和熱(re)(re)影響(xiang)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)粗晶(jing)區(qu)(qu)(qu)和細晶(jing)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)晶(jing)粒(li)(li)都特別粗大(da)(da)，粗晶(jing)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)晶(jing)粒(li)(li)度達0～1級(ji)。2號(hao)試樣熱(re)(re)影響(xiang)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)粗晶(jing)區(qu)(qu)(qu)和細晶(jing)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)晶(jing)粒(li)(li)尺寸(cun)與1號(hao)試樣相比顯(xian)著減小，晶(jing)粒(li)(li)度為(wei)4級(ji)。3號(hao)試樣由于填充(chong)了E308L奧氏體(ti)(ti)焊絲，焊縫區(qu)(qu)(qu)可(ke)以大(da)(da)致分為(wei)兩(liang)部分，一是位(wei)于表(biao)層的(de)(de)(de)奧氏體(ti)(ti)區(qu)(qu)(qu)，熔合(he)比小，組(zu)織(zhi)為(wei)奧氏體(ti)(ti)焊態組(zu)織(zhi)；二是位(wei)于焊縫根部的(de)(de)(de)鐵素體(ti)(ti)區(qu)(qu)(qu)，熔合(he)比大(da)(da)，組(zu)織(zhi)為(wei)粗大(da)(da)的(de)(de)(de)柱狀晶(jing)，晶(jing)粒(li)(li)生(sheng)長方向(xiang)朝(chao)焊縫表(biao)面而不是熱(re)(re)影響(xiang)區(qu)(qu)(qu)，焊接(jie)熱(re)(re)影響(xiang)區(qu)(qu)(qu)晶(jing)粒(li)(li)尺寸(cun)較小，晶(jing)粒(li)(li)度在3～4級(ji)之間，且寬度較窄。另外，還觀(guan)察到3號(hao)試樣沒有(you)(you)明顯(xian)的(de)(de)(de)熱(re)(re)影響(xiang)區(qu)(qu)(qu)粗晶(jing)區(qu)(qu)(qu)的(de)(de)(de)過(guo)渡區(qu)(qu)(qu)，表(biao)明添(tian)加奧氏體(ti)(ti)焊絲對改(gai)善接(jie)頭組(zu)織(zhi)，提高力學(xue)性(xing)能是有(you)(you)益的(de)(de)(de)。
眾所(suo)周知，鐵素體不銹鋼(gang)晶(jing)粒(li)受熱易(yi)粗(cu)化，在焊(han)接(jie)(jie)熱循環過程中，熱影響區晶(jing)粒(li)不可避(bi)免地長(chang)大而使性能(neng)下降。對于(yu)022Cr18NbTi鐵素體不銹鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)而言，焊(han)接(jie)(jie)參數可調范圍比(bi)較(jiao)(jiao)窄，不但(dan)要(yao)嚴格控制焊(han)接(jie)(jie)熱輸(shu)入，而且(qie)要(yao)控制焊(han)接(jie)(jie)電流處于(yu)一個較(jiao)(jiao)低的(de)水(shui)平。
