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摘 要：1cr18ni9不锈钢是奥氏体不锈钢的一种.作为奥氏体不锈钢焊接工艺设计重点在于对其的焊接性的分析,然后根据其焊接性分析制定焊接工艺.包括选择合理的焊接方法,焊接参数,焊接材料,焊前准备,焊后热处理等.
关 键 词：奥氏体不锈钢焊接性焊接工艺
一、1cr18ni9不锈钢的焊接性分析
通常的奥氏体型不锈钢都具有非常好的塑性和韧性,因而便于制成各种形状的构件、容器或管道.这类韧性、塑性本来就好的不锈钢又不会发生任何的淬火硬化,所以尽管其线膨胀系数比碳钢大得多,焊接过程中的弹、塑性应力应变量很大,却极少出现冷裂纹.奥氏体型不锈钢焊接接头不存在淬火硬化区,又由于它有很强的加工硬化能力,所以即使受焊接热影响而软化的区域,其抗拉强度仍然不低.
1.1焊接热裂纹
（1）1cr18ni9不锈钢的导热系数大约只有低碳钢的一半,而线膨胀系数却大得多,所以焊后在接头中会产生较大的焊接内应力.
（2）1Crl8Ni9不锈钢中的成分,如碳、硫、镍等会在熔池中形成低熔点共晶.
（3）1Cr18Ni9不锈钢的液、固相线的区间较大,结晶时间较长,且奥氏体结晶的枝晶方向性强,所以杂质偏析现象比较严重.
综上所述,1Cr18Ni9不锈钢焊接时比较容易产生焊接热裂纹,包括焊缝的纵向和横向裂纹、火口裂纹、打底焊的根部裂纹和多层焊的层间裂纹等
1.2焊接接头的晶间腐蚀
晶间腐蚀是奥氏体金属最危险的破坏形式之一.不锈钢具有抗腐蚀能力的必要条件是含铬量大于12%.当含铬量小于12%时,就会失去抗腐蚀能力.奥氏体不锈钢处在450℃～850℃温度下,碳在奥氏体中的扩散速度大于铬在奥氏体中的扩散速度.室温下碳在奥氏体中的溶解度很小,约为0.02%～0.03%,当奥氏体钢中含碳量超过0.02%～0.03%时,碳就不断地向奥氏体晶界扩散,并和铬化合形成铬化物（Cr23C6）,造成奥氏体边界的贫铬区,当其含铬量小于12%时,便失去抗腐蚀能力.
二、避免1cr18ni9不锈钢焊接缺陷的措施
1避免1cr18ni9不锈钢焊接热裂纹的措施
1.1冶金措施
①焊缝金属中增添一定数量的铁素体组织,使焊缝成奥氏体一铁索体双相组织,能很有效地防止焊缝热裂纹的产生.②控制焊缝金属中的铬镍比.⑧在焊缝金属中严格限制硼、硫、磷、硒等有害元素含量,以防止热裂纹的产生.也可以加入适当的锰,少许的碳、氮,同时减少硅的含量.上述冶金因素主要是通过焊接材料（焊条、焊丝和焊剂）的化学成分来调整.
1.2工艺措施
①采用适当的焊接坡口或焊接方法,使母材金属在焊缝金属中所占的分量减少（即小的熔合比）.
③焊接参数应选用小的热输入（即小电流快速焊）.在多层焊时,要等前一层焊缝冷却后再焊接次一层焊缝,层间温度不宜高,以避免焊缝过热.
④选择合理的焊接结构、焊接接头形式和焊接顺序,尽量减少焊接应力,可以减少热裂纹的产生.
⑤在焊接过程结束和中途断弧前,收弧要慢且要设法填满弧坑,以防止弧坑裂纹的形成.
2防止焊缝晶问腐蚀的冶金措施
2.1使焊缝金属具有奥氏体一铁素体双相组织,不仅能提高焊缝金属抗晶问腐蚀能力和抗应力腐蚀能力,同时还能提高焊缝金属抗热裂纹性能.2.2在焊缝金属中渗入比铬更容易与碳结合的稳定化元素,如钛、铌、钽和锆等.能够改善晶间腐蚀的倾向.2.3最大限度地降低碳在焊缝金属中的含量,从而从根本消除晶界的贫铬区.
综上所述,为了使焊缝金属中含有恰当的合金元素种类和数量,只有从焊接材料着手,才能使焊缝金属达到抗晶间腐蚀的目的.
三、1cr18ni9不锈钢的焊接工艺控制
1焊接方法
1Cr18Ni9不锈钢的焊接,即可采用焊条电弧焊,也可采用氩弧焊、埋弧自动焊、气焊等焊接方法进行焊接.这里只探究1Cri8Ni9奥氏体不锈钢采用焊条电弧焊的焊接工艺.
2焊条选择
在焊条电弧焊时,应选用焊条EO-19-10Nb-15或焊条EO-19-10Nb-16.首先,该种焊条的含碳量低,约为0.05%～0.07%.碳含量在0.08%以下时,能够析出碳的数量较少.其次,该种焊条含有元素铌,约为0.5%～0.8%.铌与碳的亲和能力比铬强,能够与碳结合成稳定的碳化物,从而避免在奥氏体晶界造成贫铬,提高抗晶间腐蚀能力.其三,该种焊条含铬量约为8.5%.铬在焊缝中能形成铁素体组织.因为铬在铁素体中的扩散速度比在奥氏体中快,因此铬在铁素体内较快地向晶界扩散,减轻了奥氏体晶界的贫铬现象,其四,该种焊条是碱性焊条低氢型药皮.低氢型不锈钢焊条的抗热裂性较高,有利于防止焊接热裂纹的产生.
3焊接工艺
3.1焊前根据设计焊件的钢板厚度及接头形式,用机械加工、等离子切割或碳弧气刨等方法下料和加工坡口.为了避免焊接时碳和杂质混入焊缝,在焊前应将焊缝两侧20mm～30mm范围内用丙酮擦净,并涂白垩粉,以避免表面被飞溅金属损伤.
3.2组对及点固焊.在满足设计及规范要求的前提下,应尽量减少组对焊缝的长度,并尽量避免焊缝集中.点固焊所用的焊条及工艺与正式焊接所用的应相同.
3.3焊接工艺
（1）采用小规范工艺参数可防止晶间腐蚀、热裂纹及焊接变形的产生.焊接电流应比焊接低碳钢时低20%左右,具体参数应以批准的焊接工艺指导书（焊接工艺卡）为准.
（2）为了保证电弧稳定燃烧,可采用直流反接法；
（3）采用短弧焊,收弧要慢,填满弧坑；
（4）与腐蚀介质接触的面最后焊接；
（5）多层焊时要控制层间温度；每层焊道焊完,应认真清理焊道.
（6）焊后可视需要采取强制冷却；
（7）不要在坡口以外的地方引弧,地线要接好；
（8）焊后变形只能用冷加工矫正.
3.4焊后处理
（1）根据焊接工艺设计,在条件许可的情况下,对焊道进行固溶处理,稳定奥氏体组织.另外,也可以进行稳定化热处理,此时奥氏体晶粒内部的铬逐步扩散到晶界,晶界处的含铬量又重新恢复到大于12%,这样就不会产生晶间腐蚀.
（2）表面处理,不锈钢焊件表面如有刻痕、凹痕、粗糙点和污点等,会加快腐蚀.如将不锈钢表面抛光,就能提高其抗腐蚀的能力.表面粗糙度越细,抗腐蚀性能就越好.
（3）钝化处理是在不锈钢的表面人工的形成一层氧化膜,以增加其耐腐蚀性.经钝化处理后的不锈钢,外表呈银白色,具有较高的耐腐蚀性.
四、总结
在发达国家每年消耗的不锈钢中有70%的是奥氏体不锈钢,在我过也达到了65%左右.因此,做好奥氏体不锈钢的焊接对我国的建安业来说已经越来越重要了.通过对1Cr18Ni9奥氏体不锈钢实践表明,只要采取合理的焊接方法、焊接材料及焊接工艺,就可避免焊接过程中产生的焊接热裂纹和晶间腐蚀等缺陷,从而获得良好的焊接质量.