不锈钢当耐腐蚀性很重要时,是最受欢迎的材料之一。其高含量的铬和其他合金元素以及碳钢使它成为许多项目中非常有用的材料。然而,并非所有的不锈钢都容易焊接,可以说一些不锈钢等级根本不可焊接。因此,为了有所帮助,本文将重点介绍焊接不锈钢的一些最佳等级。
奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢可以用许多不同的焊接工艺焊接在一起。有些更适合焊接,例如304,308,316、321和347都是可焊接的奥氏体等级。
然而,应该注意的是,这些等级会受到晶间腐蚀,因为它们的碳含量相对较高。当不锈钢中的铬与碳结合而不是形成保护性氧化铬层时,就会发生晶间腐蚀。随着时间的推移,这些碳化铬会使焊缝周围区域受到腐蚀。
为了消除晶间腐蚀的风险,合金304、308和316也可以低碳形式获得。这由“L”后缀表示,例如304升。这些等级中较低的碳含量允许铬形成保护性氧化铬层,而不是与碳原子结合。其他选项包括稳定的等级,如321或347。这意味着添加钛或铌,使碳在能够与铬结合之前与它们结合。这两种形式的晶间腐蚀防护允许奥氏体不锈钢焊接,降低了焊接或热影响区失效的风险。
铁素体不锈钢
一般来说,铁素体不锈钢是最容易焊接的不锈钢。虽然铁素体不锈钢仍然含有铬和其他合金元素,但与奥氏体不锈钢相比,这些元素的含量减少,使得铁素体不锈钢更容易焊接。由于铁素体不锈钢中铬的含量较低,晶间腐蚀不太令人担忧。这意味着,与使用奥氏体等级的应用相比,保持耐腐蚀性很可能没有那么重要。
较低含量的合金元素也降低了焊接过程中热裂纹的风险。如果在焊接过程中使用过多的热量输入,铁素体不锈钢可能会在热影响区出现过度的晶粒生长。如果发生这种情况,损失韧性和韧性会发生。铁素体不锈钢,如407和430,是焊接应用中铁素体不锈钢的绝佳选择。
马氏体不锈钢
马氏体不锈钢比铁素体或奥氏体更难焊接,因为碳含量更高。碳含量的增加与不锈钢中发现的其他合金元素一起增加了脆性微结构形成的机会。这会导致焊缝开裂。为了防止开裂,必须采取几项预防措施。焊接过程中带入焊缝的氢气必须保持在最低水平,以降低氢气开裂的风险。此外,应使用预热和焊后热处理,以降低焊接接头和热影响区的脆性。
马氏体等级如403、410和420是当进行适当的热处理和选择适当的填充金属时可以焊接的几个等级。然而,有马氏体等级的不锈钢被认为几乎不可能焊接。在选择马氏体不锈钢用于焊接应用时,应小心避免这些问题。
其他类型的不锈钢
双相不锈钢在成分上是部分奥氏体和部分铁素体。为了实现这种混合化妆,使用复杂的化学成分。它们通常比其他不锈钢镍含量低,铬含量高。它们可以焊接,但是不同类型的双相不锈钢必须使用不同的填充金属。例如,2205级需要用2209级填充金属焊接。
沉淀硬化不锈钢的大部分强度和硬度来自金属间沉淀物,这些沉淀物阻挡不锈钢微结构中的位错。这些沉淀物是通过特殊形式的热处理形成的。当焊接产生的热量施加到这些材料上时,会损害沉淀硬化不锈钢的原始机械性能。这些材料在焊接后必须按照材料制造商的指南再次进行热处理。普通焊接沉淀硬化不锈钢包括17-4PH和17-7PH。为所有不锈钢选择正确的填充金属非常重要,包括这些等级。