超纯铁素体不锈钢一般在固熔状态下焊接。如果碳+氮含量超过溶解度(碳+氮在铁素体中溶解度很低),并不含稳定化元素时,在焊接热影响区会产生敏化,在一定的介质中发生晶间腐蚀。间隙元素碳、氮、氧含量很低的超纯铁素体不锈钢对焊接热循环引起的脆化不显著,焊接接头有很好的塑性和韧性,不需预热和焊后处理。
同钢种焊接时,一般采用与母材同成分的焊丝做为填充材料。焊丝中间隙元素含量最好低于母材。特别注意焊丝加工和保管过程可能产生的表面玷污。
焊接的关键是防止焊接过程污染,以免增加焊缝中碳、氮、氧含量。熔化焊主要用氩弧焊、等离子弧焊、电子束焊等可得到良好保护的焊接方法。采用的工艺措施如下。
1. 增加熔池保护
如采用双层气体保护、用气体透镜、增大喷嘴直径、增加氩气流量钢焊接接头夏比冲击韧性转变温度研究表明,即使采用改进的TIG焊接,焊缝脆性转变温度也显著高于母材;000Cr30Mo2钢电子束焊缝脆性转变温度与母材相当。普通TIG焊缝脆性转变温度大约比母材提高60℃,改进TIG焊大约提高30℃.脆性转变温度提高主要与焊接过程吸氮有关,见表4-2。电子显微镜研究表明,含氮量高于约0.01%时,在基体内平行(100)面析出片状Cr2N,促使产生解理破坏。
2. 采用尾气保护
这对多层焊尤为必要。
3. 焊缝背面通氩保护
最好采用通氩的水冷铜垫板,减少过热,增加冷却速度。
4. 尽量减小线能量
多层焊时,控制层间温度不高于100℃。