近年來研發的一種新型高純度鐵素體不銹鋼，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(gang)生產(chan)的022Cr18NbTi，厚為1.5mm冷軋退火(huo)鋼(gang)板，對其(qi)進(jin)行(xing)焊接工藝考核。其(qi)化學成分和力學性(xing)能見表(biao)4-9和表(biao)4-10。
1. 焊接參數的選定
焊(han)接(jie)方(fang)法采(cai)用鎢(wu)極(ji)氬弧(hu)焊(han)，鎢(wu)極(ji)直徑為2.4mm，I形坡口(kou)水(shui)平對接(jie)焊(han)，氬氣(qi)流量(liang)為8～10L/min，電源(yuan)極(ji)性(xing)為直流正接(jie)。定(ding)位焊(han)后(hou)進行連(lian)續焊(han)接(jie)，選擇不同焊(han)接(jie)參數（見(jian)表4-11）來確定(ding)良好的焊(han)接(jie)接(jie)頭力學性(xing)能(neng)和組織。
2. 對焊接(jie)接(jie)頭進行分析
a. 焊接(jie)接(jie)頭力(li)學性能(neng)檢測：
按有(you)關(guan)標(biao)準執(zhi)行，焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭室(shi)溫(wen)拉伸試(shi)驗(yan)結果(guo)見(jian)表4-12，可以(yi)看(kan)出：3號(hao)試(shi)樣由于焊接(jie)(jie)時添加了焊絲，焊縫(feng)有(you)余(yu)高，因此抗(kang)靜載荷(he)能力強(qiang)，斷裂(lie)(lie)位(wei)置在母材(cai)；1號(hao)和(he)2號(hao)試(shi)樣均斷裂(lie)(lie)于焊縫(feng)，其斷裂(lie)(lie)強(qiang)度(du)(du)(du)不小(xiao)于母材(cai)95％。從表4-12中(zhong)還可以(yi)看(kan)出3個試(shi)樣熱影響區粗晶區的硬度(du)(du)(du)值與母材(cai)相比變化不大。室(shi)溫(wen)彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)試(shi)驗(yan)：焊縫(feng)位(wei)于試(shi)樣中(zhong)心(xin)，彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)直(zhi)徑(jing)為2倍試(shi)樣厚(hou)度(du)(du)(du)，彎(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)角度(du)(du)(du)為180°。各(ge)個試(shi)樣的面彎(wan)(wan)(wan)和(he)背彎(wan)(wan)(wan)試(shi)樣都合格，未(wei)出現裂(lie)(lie)紋，表明焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的抗(kang)彎(wan)(wan)(wan)性(xing)能，其對(dui)晶粒度(du)(du)(du)不敏(min)感。
b. 焊接接頭室(shi)溫(wen)金相(xiang)組織(zhi)：
通過對比(bi)可(ke)以發現(xian)，1號試(shi)樣(yang)焊(han)(han)縫(feng)(feng)和熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)(qu)的粗(cu)晶區(qu)(qu)(qu)(qu)和細(xi)晶區(qu)(qu)(qu)(qu)的晶粒都特別粗(cu)大(da)，粗(cu)晶區(qu)(qu)(qu)(qu)的晶粒度(du)(du)達0～1級。2號試(shi)樣(yang)熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)(qu)的粗(cu)晶區(qu)(qu)(qu)(qu)和細(xi)晶區(qu)(qu)(qu)(qu)的晶粒尺寸與(yu)1號試(shi)樣(yang)相比(bi)顯著減小，晶粒度(du)(du)為(wei)4級。3號試(shi)樣(yang)由于填充了E308L奧(ao)氏體(ti)(ti)焊(han)(han)絲，焊(han)(han)縫(feng)(feng)區(qu)(qu)(qu)(qu)可(ke)以大(da)致分(fen)為(wei)兩(liang)部(bu)分(fen)，一是位于表(biao)層的奧(ao)氏體(ti)(ti)區(qu)(qu)(qu)(qu)，熔合(he)(he)比(bi)小，組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)為(wei)奧(ao)氏體(ti)(ti)焊(han)(han)態(tai)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)；二是位于焊(han)(han)縫(feng)(feng)根(gen)部(bu)的鐵素體(ti)(ti)區(qu)(qu)(qu)(qu)，熔合(he)(he)比(bi)大(da)，組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)為(wei)粗(cu)大(da)的柱狀晶，晶粒生長方(fang)向朝焊(han)(han)縫(feng)(feng)表(biao)面而不(bu)是熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)(qu)，焊(han)(han)接(jie)熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)(qu)晶粒尺寸較(jiao)小，晶粒度(du)(du)在3～4級之(zhi)間，且寬度(du)(du)較(jiao)窄。另(ling)外，還觀察到(dao)3號試(shi)樣(yang)沒有(you)(you)明(ming)顯的熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)(qu)(qu)(qu)粗(cu)晶區(qu)(qu)(qu)(qu)的過渡區(qu)(qu)(qu)(qu)，表(biao)明(ming)添加奧(ao)氏體(ti)(ti)焊(han)(han)絲對改善接(jie)頭組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)，提高(gao)力學性能(neng)是有(you)(you)益的。
眾所周知，鐵素(su)體不(bu)(bu)(bu)銹鋼晶(jing)粒受熱(re)易粗(cu)化，在焊(han)接(jie)熱(re)循環過程(cheng)中，熱(re)影響區晶(jing)粒不(bu)(bu)(bu)可(ke)避(bi)免地長大而(er)(er)使性能(neng)下降。對(dui)于022Cr18NbTi鐵素(su)體不(bu)(bu)(bu)銹鋼焊(han)接(jie)而(er)(er)言(yan)，焊(han)接(jie)參(can)數可(ke)調(diao)范圍(wei)比較窄，不(bu)(bu)(bu)但要嚴格(ge)控(kong)制(zhi)焊(han)接(jie)熱(re)輸入(ru)，而(er)(er)且(qie)要控(kong)制(zhi)焊(han)接(jie)電流處(chu)于一個較低的水平。
