马氏体不锈钢焊接工艺分析

一、焊前准备

1、清理杂质：清除坡口中的油污及吸附的水分，减少氢的来源。

2、烘干焊条：焊条电弧焊的焊条焊前要经过350～400℃的高温烘烤，以便彻底除去水分，减少扩散氢含量和降低冷裂纹敏感性。

3、正确选择焊前预热温度：焊前预热温度应低于马氏体开始转变温度，一般为150～400℃，最高不超过450℃。碳含量是确定预热温度的最主要因素，含碳量高，预热温度应相应高一些。影响选择预热温度的其他因素还有材料厚度、填充金属种类、焊接方法和拘束程度等。含碳量小于0.1%时，可不预热，也可预热至200℃；含碳量为0.1%～0.2%时，预热200～260℃。在特别苛刻情况下可采用更高的预热温度，如预热400～450℃。含碳量大于0.2%时，需要保持层间温度。

4、接头设计：焊接接头设计应避免刚性过大，装配焊接时避免强制装配。

二、焊接工艺要点

1、根据实际正确选择焊接方法和焊接材料：为了保证使用性能要求，焊接成分应与母材同质。为了防止冷裂，也可采用奥氏体不锈钢作为填充金属，此时由于焊缝成分为奥氏体组织，焊缝强度不可能与母材匹配，而且奥氏体焊缝与母材相比，在物理、化学和冶金的性能上存在很大差异，所以在选用奥氏体焊接材料焊接马氏体不锈钢时，必须考虑母材稀释的影响以及凝固过渡层的形成问题。

2、正确选择工艺参数：一般选用较大焊接线能量焊接，可能降低冷却速度。

3、其他

①严格控制层间温度，以防止在熔敷后续焊道前发生冷裂纹。

②保证全部焊透，如采用钨极氩弧焊进行打底焊，可以避免产生根部裂纹。

③注意填满弧坑，防止出现火口裂纹。

三、后热及焊后热处理

绝大多数马氏体不锈钢焊后不允许直接冷却到室温，以防止冷裂纹的产生。马氏体不锈钢焊接中断或焊完之后，应立即施加后热，以使奥氏体在不太低的温度下全部转变为马氏体（有时还有贝氏体）。后热的时机很重要，既不能等到冷却至室温，又不能在MS点以上进行。如果焊后能够立即进行热处理，则可以免去后热。

马氏体不锈钢焊后热处理的目的：①消除焊接残余应力，去除接头中的扩散氢，以防止延迟裂纹的产生；②对接头进行回火处理以减小硬度，改善组织和力学性能。

焊后热处理有两种。一种是焊后进行调质处理，这种处理是在焊后立即进行，不必再进行高温回火。另一种是焊前已进行调质处理（淬火+回火），因此焊后只进行高温回火，而且回火的温度应比调质的回火温度略低，使之不至于影响母材原有的组织状态。如Cr12WMoV钢的调质回火温度为740-780℃，焊后的高温回火温度应比它低20-40℃。回火温度的选择应适应构件对接头力学性能和耐蚀性的要求。回火温度一般选在650-750℃，至少保温1h，空冷。回火温度不应高于AC1点，防止再度奥氏体转变。对高温使用的焊接结构常采用较高的回火温度。高温回火时析出较多的碳化物，对耐蚀性不利。对于主要用于耐蚀的结构，应进行较低温度的消除应力退火。