不锈钢焊接范文1
【关键词】不锈钢；焊接技术；性能特点
不锈钢是一种新型工业材料，工业当中以组织状态作为划分标准将不锈钢划分为马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体（双相）不锈钢以及沉淀硬化不锈钢；而以成分作为划分标准又可将不锈钢分为铬不锈钢、铬镍不锈钢以及铬锰氮不锈钢等一些种类。正是由于不锈钢具有特殊的化学元素结构，所以它据哟强烈的抗腐蚀性，这也是它逐渐取代了传统普通钢材的重要原因。不锈钢焊接技术是伴随不锈钢在工业生产当中应运而生的。按照不同的划分标准，焊接技术也分为很多种，目前，国内普遍使用的焊接技术是手工焊接、MIG/MAG焊接（一种自动气体保护电弧焊接的方法，在使用MIG/MAG焊接技术时，电弧在保护气体的屏蔽下，在电流载体金属丝和工件之间进行烧接，机器送入的金属丝作为焊条，在自身电弧下进行融化。）和TIG焊接（又称为惰性气体钨极保护焊，它是厚度在0.5～4.0mm之间的不锈钢进行焊接时最常用的焊接技术。）不锈钢焊接具有自身的一些特点、性能，而在不锈钢的焊接过程中也会存在一些常见的问题。
一、不锈钢焊接的性能特点
不同种类的不锈钢在焊接时的性能特点也不同，前面以不同的标准将不锈钢进行了分类，下面就以奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和铁素体不锈钢来研究分析不锈钢焊接的性能特点。
（一）奥氏体不锈钢。当奥氏体不锈钢当中含金属铬量在18%左右，金属镍含量810%时，便会形成稳定的奥氏体组织，这样的组织结构最有利于形成焊接的最佳条件。因而奥氏体不锈钢焊接性良好。此外奥氏体不锈钢也具有良好的地塑性和高温性能和耐腐蚀性能。
（二）马氏体不锈钢。由于马氏体不锈钢含碳量较高的原因，因而马氏体不锈钢的强度、硬度和耐磨性较高，但耐蚀性、塑性和可焊性较差。
（三）铁素体不锈钢。铁素体不锈钢的含铬量在12%～30%之间。因而其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。铁素体不锈钢因为含铬量高，耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好，但机械性能与工艺性能较差，多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。
二、不锈钢焊接的方法
不锈钢常见的有手工焊接、MIG/MAG焊接和TIG焊接，下面就以手工焊接和MIG/MAG焊接做一个分析说明。
（一）手工焊接。在不锈钢焊接技术当中，手工焊接是使用最简单和最普遍的焊接方法，绝大部分的材料都可以可以用手工进行焊接。它的操作原理是通过手工来调节电弧的长度，也是通过手工来控制于电焊条和工件之间缝隙的间隔大小。手工焊接的方法十分简单，特别是很多对于室外作业，它有很强的适用性，即使在特殊的工作环境下也能使用。具体的焊接步骤有以下几个方面：第一，焊接前准备。在准备的时候，首先要清洁被焊接元器件的灰尘和油污等不干净物质，然后将被焊元器件周围的元器件左右活动活动，这样做的目的是让电烙铁头可以接触到被焊元器件的焊锡处，从而避免烙铁头伸向焊接处时不慎对其他的元气造成损害。第二，焊接时加热。将沾有少许焊锡和松香的电烙铁头接触被焊元器件约几秒钟的时间。如果需要对印刷板上面的元器件进行拆卸，则要等到烙铁头加热后，用手或者镊子轻轻拉动元器件，试看能否将元器件顺利取下。第三，焊接面清理。若所焊部位焊锡过多，可将烙铁头上的焊锡甩掉（这个过程要注意安全），用光烙锡头“沾”一些些多余的焊锡出来。若焊点焊锡过少、看起来不圆滑时，可以用电烙铁头蘸些焊锡对焊点进行二次焊接。第四，焊接后检查。检查主要是看看焊点是否光亮、圆润、牢固，是否有连焊的现象，如果存在问题要及时解决。
（二）MIG/MAG焊接。第一，焊前准备。在焊接前，要对喷嘴，导电嘴进行清理。同时调整气体流量的大小，使其达到标准，另外要打底层的表面进行清理。另外要特别注意，由于填充、盖面层用气体保护焊，焊丝伸出长度的长短对焊接过程的稳定性影响较大。焊丝伸出长度和焊丝电阻成正比关系，也即焊丝伸出长度越长，焊丝电阻值增大，焊丝过热而成段熔化，结果焊接过程不稳定，金属飞溅严重，焊缝成形不良，不利于不熔池的保护；反之，焊丝伸出长度过短，则焊接电流增大，喷嘴与工件的距离缩短，同时若焊丝伸出长度过短，还会使喷嘴过热，造成飞溅物粘住或堵塞喷嘴，从而影响气体流量。第二，焊接。在焊接时，焊枪的角度要跟管子轴线垂直，因为管子是圆的，所以焊枪角度要随时变化，这样才能保证焊缝质量，避免焊缝产生气孔、夹渣等不良现象。焊接时采用小月牙形摆动，两侧稍作停留稳弧，中间速度稍快，这样可以避免焊出的焊缝凸起、不平整；上下接头都要越过中心线5到10mm，后半圈填充、盖面仰焊接头时，可以把前半圈引弧焊接位置磨一个缓坡，使后半圈接头时不致于产生缺陷；填充时，要防止坡口边缘不要被电弧擦伤。盖面时，需要在坡口边缘稍作停顿，以保证熔池与坡口更好地熔合，焊接过程中，焊枪的摆动幅度和频率要相协调，从而保证盖面层焊缝表面尺寸和边缘整齐的熔合。
三、不锈钢焊接的常见问题
（一）焊缝不合格。焊缝不合格是因焊接工艺参数选择不当，或操作技术不熟练，导致焊缝高低宽窄不一，焊缝成形不良，背面焊缝下凹。造成焊缝减弱过多，使焊缝强度不够。
（二）未焊透或被烧穿。未焊透是主要有以下原因，一是电流过小，二是操作技术不熟练，焊接速度太快，对接间隙小，三是电弧过长或电弧未对准焊缝等，如果导致焊丝与基体金属未熔合在一起或焊接金属中局部未熔合的时候，该部位应及时进行补焊。烧穿的原因是因焊接电流过大，熔池温度过高，焊丝加入不及时，带钢对接间隙过大，焊接速度过慢等，导致焊缝上出现单个或连续的穿孔。使焊缝强度减弱，从而被烧穿。
（三）裂纹和气孔。裂纹的出现频率很高，一般裂纹分为热裂纹和冷裂纹两种。由于液体金属在凝固过程中或略低于固相线温度下，产生沿晶间边界的、断口上就会形成具有氧化色的热裂纹。在固态时发生相变，或有扩散氢存在，以及冷却时在过大的焊接收缩应力作用下，就会生成的具有穿晶性质的、断口发亮、没有氧化色的冷裂纹。如果在使用焊丝时不合乎标准，焊接时高温停留时间过长，造成氧化、过热和晶粒度过度长大，材料本身杂质较多，或材料本身易淬硬时均易产生裂纹。而在焊件、焊丝表面有油污、氧化皮、铁锈等情况，或在潮湿环境中进行焊接，或者氩气纯度低，或氩气保护气不佳以及熔池高温氧化、飞溅等情况下都容易产生气孔。
结束语
不锈钢焊接技术对于不锈钢的使用具有重要作用和意义。它的实际操作性要求操作人员要详细了解不同种类的不锈钢的特性，此外，也要熟练掌握不锈钢焊接技术的具体方法，从而科学安全高效的完成焊接任务。
【参考文献】
[1]孙勃，时炎，方总涛.平台工艺管线用TP316L不锈钢焊接工艺研究[J].金属加工（热加工），2010（12）.
[2]冯兆龙，杨澍.00Cr21Ni14Mo2Mn5N不锈钢仰焊焊接接头组织与性能研究[J].金属加工（热加工），2010（22）.
不锈钢焊接范文2
关键词：内衬不锈钢 复合钢管 焊接工艺
1、不锈钢复合材料焊接工艺的特点
1.1基层、复层的焊接特点分析
在进行不锈钢钢管焊接的过程中，一般来说所选择的基层与复层的焊接工艺需要区分开来，这样才能够最大程度上保证复合钢管的性能稳定，不失去其本身的性能。
在基层与基层的焊接工艺上需要选择的焊条和焊丝应当与基层的材质契合；在复层与复层的焊接上，则焊条和焊丝的选择应当与复层的材质相吻合。
一般复层的焊接工艺需要与不锈钢相同，而基层的焊接工艺与珠光体钢类似。总而言之，基层与基层的不锈钢焊接工艺、复层与复层的不锈钢焊接工艺主要的施工手段比较简易，在实际的施工过程中相关工作人员也具备了一定的经验。
1.2过渡层焊接特点分析
很多情况下，选择的焊接工艺相关参数错误使得过渡层的焊接出现基层焊接正常，但是复层的合金材料受到严重的影响，掺入大量的其他元素，影响到钢强度；另一方面焊接工艺选择不当也会导致复层在焊接过程中金属受到影响，金属之间的塑性强度大幅降低，并且抗腐蚀性能也会受到一定影响。因此，过渡层的不锈钢钢管焊接工艺上，要选择以奥氏体填充材料来进行辅助焊接，所选择的奥氏体填充材料中主要以高含量铬元素发挥作用。在过渡层焊接过程中还需要含有一定的铁素体，提升焊接部位的抗裂性能，保证钢管的质量要求。同时在进行复层和基层的焊接过程中，应当以抗逆程度较小的层面作为焊接的基本要求。
1.3过渡区组织特点
过渡区主要包含基层和复层的结构分子的共同特性，既有基层分子的性质也有复层分子的性质。在进行焊接的过程中，极容易出现接头处出现碳扩散现象以及合金烧毁的现象。如果在过渡区焊接过程中选择的焊接工艺不符合基层或者复层的基本要求，就容易使得过渡区电流过大，电流增加会影响到复层的抗腐蚀性结构，降低复层的强度，影响到不锈钢复合钢管的质量。因此在过渡区进行焊接工艺的选择上需格外重视焊接材料的选取。
2、复合管焊接
2.1复合管焊接工艺要求
焊接场所应采取防风、防寒等措施，确保施焊环境不低于5℃，风速>2m/s、相对湿度>90%时，禁止施焊。焊接前，应把准备焊接的区域25mm范围内清理干净，确保无切割和加工的切削液、油、铁锈、水垢或其他有害物质，以免焊接过程中产生气孔等缺陷。
2.2复合管端部封焊
由于复合管的基层和复层只是通过挤压使内外壁贴合在一起，接触面存在空气、水分和油污等杂质，所以焊接过程中，受热会分解为水蒸气和CO2气体，影响焊缝质量，产生气孔等缺陷。另外，由于复层和基层之间不易熔合在一起，所以需要对复合管坡口一侧的端部进行封焊。封焊层可以起到封底焊作用，还可以增加坡口尖端不锈钢层的有效厚度，提高接头的抗腐蚀性能。
封焊选用较小的焊接电流，较快的焊接速度，电弧摆幅不宜过大，圆周均匀堆焊两层。采用φ1.6mm、ER309L焊丝，电流一般应控制在60A左右，以防止不锈钢复层被烧穿。封焊后，用砂轮机将坡口修磨成25b±2.5b角，钝边约lmm。
2.3复合管组对及定位焊
复合管组对及定位焊管子组对前，用丙酮或酒精清洗坡口两侧25mm范围。为了保证管子组对的精度，需采用工装。把管子坡口一侧放到角钢2内，扭动把手6，利用丝杆4将管子压紧，再把另一根管子按照相同的方法压紧，保证坡口间隙符合工艺要求的2-3mm，并且周圈均匀。测量对接完的焊口，内外壁要求齐平，错边量不能超过复层壁厚的10%，且≤2mm。
由于打底焊时会产生较大的焊接应力，影响打底焊背面成形，因此需要进行定位焊。定位焊采用三点焊法，每个焊点单面焊双面成形，长度一般为10-15mm，厚度为2-3mm。定位焊工艺必须与打底焊一致，采用φ2.4mm、ER308L焊丝，电流一般应控制在80-90A。
由于复层材质是不锈钢，管子内部焊缝会产生严重的氧化，为保证焊缝成形和焊缝质量，管子内部必须进行充氩气保护。充氩气前，需要用纸胶带将所有的管口进行封闭，然后进行充氩，氩气流量为5-14L/min。
2.4复合管对接焊
检测定位焊缝，不得有裂纹及其他缺陷，若发现缺陷应及时清除。用砂轮机将所有定位焊焊点的两端修磨成缓坡状，以保证打底焊接头完全熔透。保证定位焊后的坡口角度为50°±5°。
复合管对接焊时，共需要焊接4层，全部为单层单道焊。由于复合管焊接的特殊性，需要采用三种不同的焊接材料来焊接，因此严禁焊材乱用，必须严格执行焊接工艺。
3、焊接中的注意事项
3.1层间温度控制
在不锈钢复合钢管的焊接过程中，控制层间温度对于不锈钢复合钢管的性质具有有效的保护作用。不锈钢复合钢材的自身导热系数比碳钢导热系数低2/3，当不锈钢复合钢材长时间处于高温状态之下，其内部的晶体结构会出现严重的破坏，从而使得不锈钢复合钢材在后期的使用过程中焊接部位出现质量问题。因此在进行不锈钢复合钢材的焊接过程中，一般需要将温度控制在140℃以下，这样不仅能够有效完成焊接工艺，而且也能够最大程度保证不锈钢复合钢管的质量。
控制不锈钢复合钢管焊接过程中的温度问题可以采用水冷却法处理，即在焊接的过程中需要保证不锈钢复合钢管两侧都进行一定的冷却，保证两侧性质相同，从而在最短的时间内将焊接部位的温度降低到140℃以下，保证不锈钢复合钢管的性能不受到损坏。
3.2焊接气泡的处理
在焊接过程中，往往会由于不锈钢复合材料的突然加热而使得周围空气温度上升，当这部分受热空气无法排出钢管内部时，在焊接的过程中就会出现气泡现象，其会在一定程度上影响到焊接部位的质量和强度。
对于焊接气泡的处理手段一方面可以通过控制温度的方式，在焊接的过程中一边控制温度一边进行焊接工作，降低周边空气温度的上升。另一方面可以采用气体排出的方式，在焊接施工工艺之前，首先在焊接部位开8mm左右的口，在焊接施工过程中，受热气体就会从小孔中排出，而不会影响到焊接部位的效果。
3.3磁偏吹的处理问题
不锈钢复合钢管在焊接管口的过程中出现磁偏吹现象也是比较常见的，这主要是因为在实际的焊接过程中，由于二线接触点的关系而产生一定的电流，电流产生磁场，从而造成磁偏吹现象出现。
对于磁偏吹现象的处理方式是降低焊接部位与实际接触点之间的距离，这样就能够有效的降低磁偏吹现象出现。如果在焊接过程中已经出现了磁偏吹现象，那么应当将线圈进行一定的缠绕，将不锈钢复合钢管焊接过程中产生的磁力进行一定的抵消。线圈缠绕之后如果磁偏吹现象更加严重，说明缠绕方向错误，这时只需要将线圈缠绕反方向实施就能够有效的抵消磁场现象。
4、结语
不锈钢复合钢管因其既具有碳钢或合金钢的力学性能，又具有不锈钢的耐蚀性等优点得到了广泛运用。为了保证不锈钢复合钢材焊接工艺的质量，过渡层的焊接是保证复合管焊接质量的关键。此外，内衬不锈钢复合管的使用不仅降低了制造成本，又确保了厚度以保证强度，同时达到了管路内部防腐的要求，大大提升了企业的经济效益。
参考文献
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关键词：不锈钢钢管 焊接缺陷方法
一、焊接施工方案准备
本焊接施工方案对于焊前准备、焊接施工工艺、焊接检验及安全防护四个方面提出了要求。
1.1焊前检查
（1）焊缝检查①严格清处焊口附近20mm范围内的油、漆、锈、垢等杂物；②焊接部位处母材无裂纹、损伤等缺陷。
（2）、环境条件①施焊处风速大于10m/s时必须搭设防风设施；②焊接现场应有完备的防雨、雾、雪、霜措施，冬季施工时应做好防冻保温措施。
1.2焊前材料准备
①母材：本次工程所采用的钢材材质为0Cr18Ni9Ti，使用前对材料必须进过材料复验，确保所用材料化学成分符合标准要求，以保证其抗腐蚀性。不锈钢材料、半成品及外协、外购件应存放在橡胶皮或木板上，并防止其表面被划伤和铁离子污染。所有不锈钢材料在采购、运输、制作、安装过程中采用支撑，木板隔离、专业操作平台，专用夹具等方式，全程杜绝和碳钢材料接触。
1.3定位焊
（1）、定位焊工艺要求
①、定位点焊必须由持证焊工施焊，点焊用的焊接材料与正式施焊的要求相同，点焊应填满弧坑。定位焊工艺要求：定位焊道短，冷却快，焊接电流应比正常焊接电流大15～20％。②焊接时从两侧由下向上施焊，为防止底部内凹，氩弧焊打底时送丝采用内填丝法，在上部平焊位置时，焊丝不要紧贴坡口底部，以免在焊缝背面形成焊瘤。
（2）、焊缝不得有气孔
焊缝不得有气孔、夹渣、咬边、裂纹等缺陷；雨雪天气时，构件焊区表面潮湿或有冰雪时，必须清除干净方可施焊。施焊时，要注意接头和收弧的质量，收弧时应将弧坑填满。焊缝接头应相互错开，要注意防止缺陷的产生，在焊接完毕后，应将焊缝表面清理干净后再继续施焊。如发现焊点有气孔或裂纹，必须清除后重新点焊。使用氩弧焊点固，点固前即需用预热至预热温度，分另在3、9、12点钟位置点固三点，点固长度15～20mm。
（3）、管口组对
管口组对：管口间隙2-2.5mm，钝边0～0.5mm，管口错边量不大于1.6mm（见图一）。管口禁止强行组对，以防焊缝产生裂缝。
图一管对接坡口示意图
（4）、焊接
①焊接层数两层（见图一）。②焊接时从两侧由下向上施焊，为防止底部内凹，氩弧焊打底时送丝采用内填丝法，在上部平焊位置时，焊丝不要紧贴坡口底部，以免在焊缝背面形成焊瘤。③焊接过程中要将各层间熔渣清理干净，以免在焊缝中形成夹杂，影响焊缝质量。④应控制较低的层间温度（不超过100℃），必要是采用水冷降温。
（5）、 焊接工艺参数（见表1）
二、焊接操作要点
（1）、合理安排焊接顺序
加强焊接施工工艺，严格要求每一位焊工在施焊中按照焊接施工方案和技术交底的内容进行操作，并且技术人员和质量人员加强在现场施工中的监督。
（2)、焊接过程中必须控制以下几点：
①施焊前坡口处必须清理干净，禁止油脂污染防止焊接时引起气孔和渗碳，必要时可用丙酮擦拭清理；②避免飞溅和在坡口以外的部位引弧；③焊缝表面要求光洁，彻底清除残渣；④焊缝根部接触腐蚀介质时不宜余留垫板或锁边，要保证焊透；⑤避免层间温度过高，必要时可采用水冷。环境温度小于0℃时采取取暖措施防止产生焊后裂纹。雨雪或风速大于10m/s天气室外焊接，应有遮风挡雨雪的措施，否则不得施焊。
三、不锈钢管焊接时常发生的缺陷及防止方法
焊缝金属的缺陷主要有以下几方面
焊缝金属产生的气孔可分为：内部气孔，表面气孔，接头气孔。①内部气孔：有两种形状。一种是球状气孔多半是产生在焊缝的中部。产生的原因：（a）焊接电流过大；（b）电弧过长；（c）运棒速度太快；（d）熔接部位不洁净；（e）焊条受潮等。②表面气孔：产生表面气孔的原因和解决方法：（a）母材含C、S、Si量高容易出现气孔。更换母材，或是采用低氢渣系的焊条。（b）焊接部位不洁净也容易产生气孔。因此焊接部位要求在焊接前清除脏物。（c）焊接电流过大。使焊条后半部药皮变红，也容易产生气孔。因此焊接电流最大限度以焊条尾部不红为宜。（d）低氢焊条容易吸潮，因此在使用前均需在350℃的温度下烘烤1小时左右。否则也容易出现气孔。
③焊波接头气孔：使用低氢焊条往往容易在焊缝接头处出现表面和内部气孔，解决办法：焊波接头时，应在焊缝的前进方向距弧坑9～10mm处开始引弧，电弧燃烧后，先作反向运棒返向弧坑位置，作充分熔化再前进，或是在焊缝处引弧就可以避免这种类型的气孔产生。
（2）不锈钢管焊接裂纹
①刚性裂缝：往往在焊接当中发现焊缝通身的纵裂缝，主要是在焊接时产生的应力造成的，很容易产生纵向的长裂缝。解决办法：采用合理的焊接次序或者在可能的情况下工件预热，减低结构的刚性。特厚板和刚性很大的结构应采用低氢焊条使用合适的电流和焊速。 ②碳、硫元素造成的裂缝：被焊母材的碳和硫高或偏析大时容易产生裂缝。解决办法：将焊件预热，或用低氢焊条。③毛隙裂缝：毛隙裂缝是在焊敷金属内部发生，不发展到外部的毛状微细裂缝。
（3）焊缝未填满、宽窄差超标
焊缝未填满和宽窄差超标的主要原因是工件坡口形式不当而引起的。可以选择合适的工件坡口。缺陷的地方用角向磨光机或焊工凿子对缺陷进行打磨清理使之焊缝达到标准要求。必要时应进行补焊。补焊前应进行必要的清理，补焊时必须考虑到引弧和熄弧的位置；补焊完成后应重新打磨清理焊缝，使之过渡圆滑。
（4） 焊缝余高超标
焊缝余高超标缺陷的原因一般为操作方法不当或层间焊道布置不当而引起的。对此缺陷用角向磨光机或焊工凿子对缺陷进行打磨清理使之过渡圆滑。
（5） 咬边
咬边缺陷的原因是焊工操作不当或电流过大，或施焊时焊条、焊枪角度不当，使熔化的母材未被焊缝金属所填满。通过选择正确选择电流、焊条（枪）角度和焊速，焊缝两侧适当延长停留时间。用角向磨光机或锉刀对咬边缺陷进行锉、磨，对轻微咬边，如缺陷清除后，并且达到圆滑过渡和符合标准要求时则认为合格，对较深咬边，则应在修磨后进行补焊。补焊时应注意引弧和灭弧、电流略增大，填满咬边凹坑。补焊后的焊缝仍需按规定进行打磨，并圆滑过渡至母材。
四、焊后检查
（1）焊工本人应对所焊接头进行外观检查。焊接质量检查人员应按表2对焊接接头进行规定比例的检验，必要时应使用焊缝检验尺或5倍放大镜，对可经打磨修复的外观超标缺陷应该作记录。
（2）焊接质量检查人员应根据图纸要求对焊接部件进行宏观的尺寸检验。对重要部件应该在焊接过程中监视焊接变形，并在焊接完成之后进行最终尺寸检查。
焊缝焊应在焊完后立即清理干净焊缝表面，然后经焊缝外观检查。焊缝的表面不得有裂纹、气孔、夹渣和熔合性飞溅。焊缝高度应符合设计规定，其外形应平滑过渡，表面不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷，咬肉深度不得大于0.5mm。焊缝形状、尺寸、外观质量应符合国家现行规范《现场设备、工业管道焊接工程规范》的规定。
五、焊接安全和防护
焊工应是经过安全教育和安全技术培训，考核合格后取得安全操作证的。了解工程安全特点及防护措施。施工现场配备灭火器，防止爆炸、火灾、触电等突发性安全事故。工人使用完好的焊接工具，使用有防护玻璃的面罩，穿长袖工作服，戴手套。引弧时，焊工应注意周围工人避免强烈弧光伤害他人。清渣时注意防止热渣壳烫伤面部、身上。上身衣服不得扎进腰带。焊接场所保持通风，防止焊接时放出的有害气体身体影响工人的健康。所有焊接设备机壳必须接地。电焊钳、焊接电缆应有可靠的绝缘，焊工宜穿干燥的工作服和绝缘鞋。风雨天气应停止露天作业，必要时搭帐篷。焊工不得不在焊件上工作的情况下应保证焊工与工件的绝缘。
六、结束语
不锈钢焊接范文4
[关键词]不锈钢 焊接工艺 现状及发展
中图分类号：TG44 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0307-01
1.不锈钢的类型及其特点和焊接性
1.1奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢是应用最广的一种， 高铬镍钢及高铬锰氮钢均属此类，其中，铬镍奥氏体不锈钢是最通用的钢种。18-8钢主要用于耐蚀环境下，25-20钢主要用作热稳定钢，提高含碳量则可用做热强钢。奥氏体不锈钢是不锈钢中最重要的钢种，由于其在高温、极低温度（-196 ℃）下均具有优良的塑韧性、冷热加工性能和耐腐蚀性能，因此大量用于石油、化工、宇航及核工程等重要焊接结构。目前的主要问题是接头的刀状腐蚀和应力腐蚀开裂，以及含镍较高的单相奥氏体钢接头热裂问题， 有时也会有接头热强性和再热裂纹问题。
1.2 铁素体不锈钢
铁素体不锈钢由于热膨胀系数与碳钢接近而比奥氏体小，并且S、P等杂质元素在铁素体中溶解度大，Si、Nb等又是铁素体形成元素，因此，焊缝结晶时不易形成低熔点共晶，热裂纹的倾向比奥氏体不锈钢小得多，同时焊接热影响区超过临界温度的区域形成的马氏体量也少，比马氏体不锈钢的延迟裂纹的敏感性小。铁素体不锈钢在焊接中的主要问题是晶粒易于长大形成粗大铁素体而脆化和475℃脆化问题。
1.3 马氏体不锈钢
马氏体不锈钢的主要问题是接头的冷裂和脆化。马氏体型不锈钢与铁素体型不锈钢相比，其铁素体形成元素铬的含量较少，含有较高的奥氏体形成元素碳。这类钢中高温下存在的奥氏体在通常不太慢的冷却条件下会发生奥氏体到马氏体的转变，属于淬硬组织的钢种。在焊接时，由于焊接热循环的作用，焊缝和热影响区焊后状态的组织为硬脆的马氏体组织，易形成冷裂纹。并随着碳含量的提高，形成冷裂纹的倾向会越来越大。另外，马氏体钢也有较大的晶粒粗化倾向。在冷却速度小时，近缝区就会出现粗大的铁素体和碳化物组织，因而塑性和韧性显著下降；若冷却速度大，由于产生粗大的马氏体组织，塑性的韧性也要下降。
2.不锈钢的焊接工艺特点及存在问题
2.1 奥氏体不锈钢
由于奥氏体不锈钢（ 主要是指铬镍奥氏体不锈钢） 应用最广， 所以焊接技术也最为成熟， 研究也最为深入， 许多问题已得到了很好的解决。且由于奥氏体组织本身的性能特点， 只要选择适当的焊接工艺，奥氏体不锈钢就易于得到合格的焊缝。
2.1.1 奥氏体不锈钢焊接工艺要点
奥氏体不锈钢可采用各种熔焊方法，其中使用最多的是焊条电弧焊和气体保护焊，以机械化快速焊为好。焊接奥氏体不锈钢时必须考虑产生较大变形的倾向，因此焊接时应遵循以卜原则：
（1）焊接接头的坡口形式应尽可能选择U形、X形、双U形等，以减少焊缝金属的填充量，降低焊缝的收缩应力，防止热裂纹的产生。即使焊薄板的时候也要开坡口。
（2）尽可能地采用固定夹具，尤其是焊薄板时，避免角焊缝。
（3）先从中间开始焊而后向两边焊或采用分段退焊技术。
（4）由于焊丝的电阻率大、导热系数小，所以熔化系数大，焊丝伸出长度要短一些。
（5）尽量采用短弧焊并不做摆动，以防止合金元素不必要的烧损。
（6）为了防止焊缝中产生气孔，应尽量限制气体来源并改善气体逸出条件。
2.1.2 奥氏体不锈钢焊接工艺参数
奥氏体不锈钢导热系数小、电阻率大，焊接时母材和焊材都容易被加热、熔化，故选择焊接电流应较小，短弧快速焊，采用窄焊道、窄焊缝，减少高温停留时间。
一般情况卜，奥氏体不锈钢焊接时不需要预热，但对焊缝铁素体很少或根木没有铁素体时，奥氏体焊缝可能会产生热裂纹。这种情况卜，预热是必要的。
为了防止和消除焊接接头的应力腐蚀开裂，有必要进行焊后热处理。常规碳含量不锈钢结构需要进行固溶处理；含稳定化元素的和超低碳的不锈钢结构需进行稳定化和消除应力热处理。
2.2 铁素体不锈钢
铁素体不锈钢焊接时，由于加热时没有相转变发生，热影响区的晶粒易于长大而形成粗大铁素体，且不可能通过热处理来改善，因而会造成明显的脆化的后果。无论采用何种焊接方法，都应采用小的热输入、少层次的焊接，层间温度控制在200℃以卜，以减少焊缝和HAZ晶粒过分长大和碳化物和氮化物析出，引起接头脆化和晶间腐蚀倾向。
铁素体钢焊接工艺要点可总结如下：
（1）如果要求焊缝和母材的性能相同，特别是要求焊缝颜色、拉伸强度、疲劳强度和母材一致时，则要用含v（Cr）12%的填充材料进行焊接。
（2）当构件承受交变载荷时，焊缝的拉伸强度和疲劳强度更重要。
（3）当焊后不能进行热处理时，最好采用奥氏体填充材料。焊条或焊剂在焊前应烘干。严格控制焊接热输入。多层多道焊时，层间温度应根据板厚确定上限。
2.3 马氏体不锈钢
马氏体不锈钢在焊接过程中焊接性较差。因为在焊接冷却过程中出现奥氏体向马氏体转变，由于体积发生变化，促使硬度增加和塑性降低，致使有强烈的淬硬倾向。母材含碳量越高，淬硬倾向就越大。在焊缝扩散氢和焊接应力作用下，焊接残余应力较大，易产生裂纹，因此，根据焊件厚度和刚性大小，焊接时应采取焊前预热、焊后缓冷等工艺措施。马氏体钢一般是在调质状态下焊接，焊接工艺要点可总结如下：
（1）控制焊缝金属的化学成分。焊缝金属的化学成分主要取决于焊接材料，最好是用与母材金属成分相同或相接近的焊接材料。但焊缝与热影响区将会硬化变脆，有很高的冷裂纹倾向，需限制S、P、Si的含量，并添加少量Ti，、A、1，、N以细化晶粒和降低淬硬性。使用与母材金属化学成分不相同的奥氏体不锈钢焊接材料时，可防止冷裂，但强度不与母材匹配，且由于焊缝与母材在物理、化学、冶金的性能上都存在很大差异，所以可能反而容易出现破坏事故。
（2）焊前预热和焊后热处理。对于用同质焊接材料焊接马氏体不锈钢时，预热是防止冷裂纹的重要措施。预热温度与钢淬硬倾向有关，淬硬倾向越大，预热温度也应选择越高。焊后热处理可降低焊缝金属与热影响区的硬度，改善焊接接头的韧性，降低焊接结构的残余应力。采用奥氏体焊接材料时焊接构件可不进行焊前预热和焊后热处理。
参考文献
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不锈钢焊接范文5
关键词：不锈复合钢；爆炸+轧制；耐蚀性
中图分类号：TG156.4 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2009）01-0191-02
一、焊接试验
试验采用的双面不锈钢复合薄板的不锈钢复层的材料为304不锈钢，基层材料为深冲钢08Al。试验所采用的双面不锈钢复合板的厚度为1.5mm。试验所用的双面不锈钢复合薄板的复合层厚度很薄，仅有0.15mm左右，仅占整个板厚的20%。显然，如果直接采用TIG自熔的工艺方法，母材中基材的低碳钢材料与上、下表面不锈钢复合层经焊接混合后，接头部位的化学成分尤其是提高耐腐蚀性的Cr元素含量很难满足耐蚀性的要求。因此必须通过填加具有耐蚀性的不锈钢材料，才能使接头具有耐蚀性。
试验所采用的接头形式为不留焊接间隙的对接接头。填充材料采用的是HS307L、HS308L、HS309L不锈钢焊丝及ERNiCrFe-7镍基焊丝，试验采用的焊接参数如表1所列：
二、焊接试验分析
（一）焊接试验焊缝成形
1#~4#试件均实现了单面焊双面成形，焊缝正反面成形光滑平整，正反面均有一定的余高，没有任何咬边现象。图1为试件焊缝的正反面成形及焊缝的横断面形状。
（二）焊接接头的金相组织
1．试样的金相腐蚀方法。基材及热影响区金相组织显示化学试剂为3%硝酸酒精溶液，其余金相组织显示化学试剂为氯化高铁溶液。
2．母材金相组织。母材中基材金相组织均为铁素体+珠光体，如图2所示。复合层金相组织为奥氏体+少量铁素体，如图3所示。
3．焊接接头的金相组织。采用不锈钢焊丝HS307L作为填充金属时（1#试样）焊缝的组织如图4所示；采用不锈钢焊丝HS308L作为填充金属时（2#试样）焊缝的组织如图5所示；采用不锈钢焊丝HS309L作为填充金属时（3#试样）焊缝的组织如图6所示。从焊缝的金相组织的分析结果可以看出，采用HS307L、HS308L、HS309L不锈钢焊丝作为填充金属，对于不留焊接间隙的1.5mm双面不锈钢试板对接焊缝，焊缝的组织基本相同，均为板条马氏体；焊缝上下表面金相组织虽为板条马氏体，但抗氯化高铁溶液腐蚀能力要比焊缝中间强，相同腐蚀条件下，上下表面板条马氏体腐蚀程度要轻。另外，上下表面马氏体板条更细一些，如图7所示。热影响区的组织也相同，为先共析铁素体+贝氏体+珠光体，如图8、图9所示。
采用ERNiCrFe-7镍基焊丝作为填充金属，对于不留焊接间隙的1.5mm双面不锈钢试板对接焊缝（4#试样），焊缝的组织为奥氏体，局部有马氏体，如图10所示。显微硬度Hv0.1值分散度较大，四点值为183、270、328、408。
（三）焊缝的耐蚀性分析
对于双面不锈钢薄板无间隙对接接头TIG填丝焊，由于有填充金属，使焊缝中增加了可提高焊缝耐蚀性能的Cr元素。采用不锈钢焊丝作为填充金属，焊缝中心部位Cr元素的含量可以达到6%～7%左右；采用ERNiCrTe-7焊丝作为填充金属，焊缝中心部位Cr元素的含量可以达到9%～10%左右。通过对金相试样的腐蚀发现，母材中的基材采用3%的消酸酒精溶液很容易显示出基材组织，而焊缝必须采用腐蚀能力更强的氯化高铁溶液才能显示出焊缝组织，这说明焊缝的耐蚀性能高于复合板基材的耐蚀性。
（四）接头力学性能
对填充金属为HS308、HS309L、ERNiCrFe-7焊丝的TIG焊无对接间隙接头的拉伸和弯曲性能进行了测试。焊接接头的拉伸试验按接头力学性能试验标准GB2651-89《焊接接头拉伸试验方法》执行，焊接接头的弯曲试验按接头力学性能试验标准GB2653-89《焊接接头弯曲试验方法》执行。
填充金属为HS308、HS309L、ERNiCrFe-7焊丝的TIG焊无对接间隙接头的拉伸和弯曲性能测试结果：拉伸试样的断裂位置均在母材，接头的面弯和背弯（d=4a）1800合格。图11、图12为拉伸和弯曲后的试样。
三、结论
采用不留间隙对接接头TIG填丝焊，由于母材对填充金属的稀释，由填充金属过渡到焊缝中合金元素的含量在焊缝中心部位占该元素在填充金属中含量的1/3左右。采用HS308L、HS309L不锈钢焊丝作为填充金属时，焊缝中心部位Cr元素的含量为6%～7%左右，焊缝的组织为板条状马氏体；采用ERNiCrTe-7作为填充金属，焊缝中心部位Cr元素的含量为9%～10%左右，焊缝的组织为奥氏体，局部有马氏体。焊缝的耐蚀性能高于复合板基材的耐蚀性。
参考文献
不锈钢焊接范文6
关键词： 铁素体不锈钢；焊接工艺；接头性能；模拟计算
中图分类号： TG406
Abstract： The situation and development of welding of ferrite stainless steel is discussed in detail， generally speaking， the ferrite stainless steels are always subjected to excessive grain growth in the fusion zone and heat affected zone， which would cause a deleterious effect on the mechanical and corrosion resistance properties of the steels. Laser beam welding， hybrid welding， pulsed arc welding and friction stir welding are used to obtain joints with better properties. And control of heat input， raising cooling rate， adding stabilization elements，electro magnetic stirring and ultrasonic vibration are used to get fine grain. In recent year， simulation and calculation are also used to study the welding of ferrite stainless steels.
Key words： ferrite stainless steel； welding process； properties of joints； simulation and calculation
0 前言
随着工业技术的日益发展，不锈钢的使用量不断增大。近年来，由于稀有金属镍、钼、钒等价格大幅上
涨[1]，奥氏体不锈钢的应用和发展面临成本问题，并且奥氏体不锈钢焊接接头易出现晶间腐蚀、缝隙腐蚀和点蚀等问题。铁素体不锈钢（Ferrite Stainless Steel，简称FSS）是一种不含Ni的不锈钢，具有优良的耐高温氧化和氯化物腐蚀的性能[2，3]，与奥氏体不锈钢相比，其成本低，线膨胀系数小，热疲劳性能好[4]，可在多种腐蚀介质环境下替代304不锈钢，广泛应用在石油设备、汽车，采矿、铁路及化工行业[5-7]。近些年来，铁素体不锈钢的使用量已占到不锈钢的30%[8]。而我国作为世界上最大的不锈钢消费国，如果能够更好地应用和发展成本低廉、性能优良的铁素体不锈钢，必然会产生明显的经济和社会效益。
最基本的低Cr铁素体不锈钢为00Cr12，但其抗高温氧化性能较差，容易产生晶间腐蚀。可以通过增加Cr的含量，来提高不锈钢的腐蚀电位，但是必须控制C和N的含量，同时添加稳定元素Nb和Ti来稳定铁素体和防止晶间贫Cr，在铁素体不锈钢中添加Mo可以提高抗高温氧化性能。国内外已经发展出多种牌号的FSS，典型牌号有AISI410、 433、 444[4，6]，中国生产的TCS345，Sandvik生产的5Cr12Ti和JFR生产的410RW等[9]。
随着FSS应用的增多，其焊接问题日益突出，主要是由于焊接热循环导致焊缝和热影响区塑性、韧性、疲劳和耐热耐蚀性能下降[10]，因此，对焊接工艺及其对接头组织影响进行研究，进而提高接头性能，具有重要意义。
1 铁素体不锈钢的焊接性分析
FSS在室温下为纯铁素体组织，AISI410S钢的原始组织如图1所示[5]。铁素体热膨胀系数小，且S、P在铁素体中溶解度较大[11]，不易在晶间形成低熔点共晶，所以焊接过程中接头一般不会出现热裂纹和冷裂纹。但是通常来说，铁素体不锈钢比奥氏体不锈钢的焊接性要差，接头一般会出现以下几个问题。
1.1 塑性和韧性下降
焊缝冷却过程不发生固态相变，极容易产生粗大的柱状晶。热影响区受到单纯的热过程，晶粒尺寸有明显长大的倾向。特别是加热到950 ℃以上，晶粒甚至可以长大0级[12]。晶粒粗化后，接头塑性和韧性显著下降，耐蚀性能也随之降低。HAZ出现晶粒粗大以后，不能通过热处理消除。
1.2 晶间腐蚀
当焊接温度高于950℃后冷却过程中，晶界容易沉淀出Cr的碳化物和氮化物，由于Cr的扩散速度慢，造成晶界上出现贫Cr区，在腐蚀环境中易出现晶间腐蚀。为了消除晶间腐蚀，需要在650～800℃进行短时间保温，或者缓慢冷却，使Cr充分扩散[13]。其次，要控制C和N的含量，并且加入优先与C和N化合的Ti和Nb元素，避免贫Cr区的形成。
1.3 接头脆化
FSS接头会出现多种脆化现象。首先是σ相脆化，σ相是FeCr金属间化合物[14]，一般当Cr含量大于20%时，会产生σ相，一些铁素体不锈钢中存在Mo，会促使在较低Cr含量下形成σ相，σ相大多分布在晶界，显著降低接头韧性。其次是475℃脆性，Cr含量大于15%的铁素体不锈钢在400～500℃长期加热，会因为铁素体调幅分解产生富Cr的α'相，造成接头脆化。此外，Mo能促进脆硬χ相的析出，其组成为Fe36Cr12Mo10，还可能析出脆硬的Laves[15]相，Mo、Ti、Nb都容易形成Laves相，成分为（Fe， Ni， Cr）2Nb。
2 铁素体不锈钢焊接工艺的进展
2.1 焊接材料的选择
在焊接FSS时，填充材料主要有两种，一是同质的铁素体，如0Cr13。Mukherjee[7]认为，使用铁素体型焊丝焊接FSS，由于焊缝和热影响区晶粒粗大，接头塑韧性和耐蚀性差，所以用同质铁素体焊丝一般难以得到满意的接头。
现在普遍采用奥氏体型焊丝焊接FSS，焊缝中可以生成部分低碳马氏体，阻碍晶粒长大，并且低碳马氏体具有良好的韧性，使接头韧性和强度提高。Mukherjee[7]使用308L和316L奥氏体不锈钢焊丝焊接FSS，发现由于308L有更高的Creq/Nieq，马氏体形成温度较低，焊缝马氏体含量高，在热输入为0.6kJ/mm时，接头的冲击韧性超过母材。[16]用ER308L焊接超低碳、氮的12 %Cr铁素体不锈钢，在HAZ粗晶区形成板条状的低碳马氏体，抑制了晶粒的长大。但是使用奥氏体型焊接材料，由于母材和焊缝热膨胀系数不同，会导致接头抗氧化和热疲劳性能差[4]。
2.2 焊接工艺的进展
对于铁素体不锈钢，基本上所有的焊接方法均可用。但是需要控制热输入，采用合适的冷却方式，以避免热过程造成晶粒粗大。一些新型的焊接方法被越来越多地用在铁素体不锈钢的焊接上，如激光焊，脉冲电弧焊，复合热源焊接，搅拌摩擦焊等。
手工电弧焊接热输入较大，一般不推荐用来焊接铁素体不锈钢，Silva[5]使用手工电弧焊焊接410铁素体不锈钢，焊缝和HAZ区晶粒严重长大，塑性和耐蚀性下降。Amuda[8]发现对430FSS薄板，虽然保证了较低的热输入，但是晶粒还是长大5～8倍，损失近58%的塑性。Mohandas[10]对比了GTAW和SMAW焊接430铁素体不锈钢组织和性能的差异，发现由于焊缝区生成了等轴晶，GTAW接头的强度和塑性更好。
激光焊接能量密度高，热输入小，接头焊缝和热影响区窄，同时，焊后冷却速度高，适合用来焊接铁素体不锈钢，张红霞[17]采用钨极氩弧焊、脉冲钨极氩弧焊和脉冲激光焊三种焊接方法进行焊接433铁素体不锈钢，发现大的热输入会导致焊接接头的粗晶组织与性能脆化等问题，采用脉冲激光焊接方法可以细化组织，有效提高接头的综合性能。Kaul等人[18]研究了激光焊和TIG焊工艺对17%Cr铁素体不锈钢焊接接头组织及性能的影响，发现与激光焊相比，TIG焊使焊缝和热影响区的晶粒粗化严重，降低了接头的塑性。Lakshminarayanan[19]也使用激光焊接409M铁素体不锈钢，发现由于冷却速度快，粗大的铁素体转变为细小等轴晶，接头强度提高31%，冲击韧性也比母材提高3%。
将多个热源复合在一起，可以提高焊接效率并减小热输入。Taban[20]使用PAW+GTA复合热源焊接了12%Cr，使用奥氏体309L和316L焊丝，获得了性能良好的接头。王旭友[21]用激光+MAG复合热源焊接了T4003和TCS铁素体不锈钢，焊接效率与常规电弧焊相比可以提高1倍以上，接头热影响区粗晶区变窄，接头的低温冲击韧性可以提高50%以上。
搅拌摩擦焊是一种高效固相连接技术，由于焊接过程中母材处于固态，避免了不利的冶金反应，同时焊核区发生动态再结晶，使晶粒细化，热影响区晶粒也不发生明显长大，因此搅拌摩擦焊适宜用来焊接FSS。Lakshminarayanan[22] 使用搅拌摩擦焊的方法焊接
409FSS，由于搅拌摩擦焊使母材发生剧烈塑性变形，母材晶粒转变为细小铁素体+马氏体双相组织，力学性能提高。Cho[23]使用立方氮化硼搅拌头焊接409FSS，得到了高质量、无缺陷的的接头，焊核区晶粒细化。Ahn[24]用Si3N4搅拌头搅拌摩擦焊接409LFSS，转速
700 rpm，焊接速度60 mm/min，焊核区为等轴铁素体，接头的力学性能、耐晶间腐蚀、耐点蚀性能与母材相同。可见，FSW焊接FSS可以得到高质量的接头，但由于FSS与轻质合金相比，强度和硬度均比较高，焊接时均采用脆硬的陶瓷作为搅拌头，所以焊接过程中搅拌头的损耗率可能会比较高。
3 焊接接头的性能研究进展
由于焊接过程对FSS的影响以及考虑FSS的服役条件，FSS焊接接头的塑韧性、耐热疲劳性能及耐蚀性能最受关注，通过各种途径可以提高接头的这些性能。
3.1 塑性和韧性
焊接热过程使焊缝和HAZ区晶粒长大，接头的塑韧性严重下降，提高塑性和韧性的关键是限制晶粒的长大，可采用以下方法。
3.1.1 提高冷却速度
由于HAZ经历的是单纯的热过程，所以提高冷却速度可以防止晶粒严重长大。杨文平[3]用ER309L作为填充材料，焊接FSS，采用随焊水冷强制冷却，缩短了接头的高温停留时间，提高了冷却速度，遏制了晶粒的长大，接头冲击韧性较自然冷却的接头提高约55%。Amuda[8]使用液氮强制冷却接头，焊缝尺寸减小35%，产生细小等轴晶，晶粒尺寸受液氮流速的影响，当流速为0.0013 L/min时，晶粒尺寸比母材减小45%。
3.1.2 添加沉淀相形成元素
Villafuerte[25]使用GTAW方法焊接FSS，发现铁素体会在TiN上异质形核，形成等轴晶，单独加Ti并不能起到这样的作用。Gurram[6]发现添加Al元素后，析出的Al4C3和Al2O3可以使焊缝晶粒细化。Villaret[2]发现焊丝中Ti含量提高时，焊缝柱状晶变为细小等轴晶，塑性提高。同时加入较高含量的Ti、Nb，经过合适的热处理，能够获得较高的强度和塑性。
3.1.3 电磁搅拌
Gurram[6]提到有学者采用交流GTAW焊接FSS时，交变电流产生的电磁场对熔池的搅拌作用，可以起到细化焊缝晶粒的作用。Mridha[26]使用交变电流GTAW焊接FSS，产生的电磁搅拌作用能够打碎枝晶，细化晶粒，焊缝中产生较多的细小等轴晶，接头力学性能为母材的65%。
3.1.4 超声振动
超声振动也能起到与电磁搅拌类似的作用，Watanabe[27]通过焊丝向熔池导入超声，超声振动使焊缝中部产生部分等轴晶，随着焊速增加，等轴晶比例提高，接头强度和伸长率提高，伸长率可提高40%，焊接示意图如图2所示。
3.2 热疲劳性能
由于FSS的应用环境，经常要关注其热疲劳和高温力学性能，Oh[28]研究了Nb、W、V合金元素对铁素体不锈钢HAZ热疲劳性质的影响，发现接头在200～900℃的热疲劳寿命不仅与粗大碳化物相和Laves相有关，同时也与固溶体中Nb的含量和晶粒大小有关。Han[29]关注了HAZ组织对18Cr热疲劳性能的影响，发现由于Nb的溶解，粗大MC和Laves相的析出以及晶粒的长大，都会造成接头热疲劳性能的下降。
3.3 耐腐蚀性能
田劲松[30]研究了409L和410L接头的耐晶间腐蚀的性能，发现409L由于C、N含量较低且含稳定化元素Ti，接头无晶间腐蚀倾向，而410L接头由于析出了富Cr的碳化物和氮化物而形成局部贫铬区。张勇[31]用ER309焊丝，气体保护焊接四种不同的FSS，在 1 mol/L的NaCl溶液中，四种接头与母材耐电化学腐蚀性能无明显差异，而在 1 mol/L的 Na2SO4溶液中，TCS345和JFE410RW不锈钢接头的腐蚀性能优于T4003和Nirosta4003。
4 模拟计算在FSS焊接中的应用
使用模拟计算可以节省试验成本，模拟一些试验中无法观察的演变过程，并能够通过合理的模拟计算来优化工艺参数。莫春立[32]提出了一种用Monte-Carlo模拟铁素体不锈钢接头HAZ晶粒长大行为的方法，应用有限元方法计算出焊接热循环，并且结合晶粒长大的Arrhenius公式，结果显示，M-C模拟可以很好地反映HAZ晶粒生长的动力学过程。成功预测了HAZ中晶粒的分布，并提出，当HAZ中存在很陡的温度梯度时，可以一定程度抑制晶粒长大。Zhang[33]用Monte-Carlo的方法模拟了激光+脉冲GMAW焊接铁素体不锈钢HAZ晶粒的长大行为，模拟结果与实验测量吻合，发现熔合线附近的晶粒与母材相比长大了10～18倍，焊趾附近的晶粒尺寸更大。
5 结论
（1）铁素体不锈钢由于成本低廉，性能优良，有广阔的应用前景，其焊接面临的最大问题是焊接热循环导致焊缝和HAZ区晶粒严重长大，造成接头性能下降。
（2）奥氏体型焊接材料适宜用来焊接FSS，几乎所有的方法都可以用来焊接FSS，但必须严格控制热输入，激光焊、复合热源焊接、脉冲电弧焊及搅拌摩擦焊等方法热输入低、焊接效率高，能够获得优质的接头。
（3）通过提高冷却速度、添加稳定元素、电磁搅拌或超声振动能够细化晶粒，提高接头性能。接头韧性、热疲劳性能和耐腐蚀性能是其应用的关键。
（4）近些年来，模拟计算也被用到铁素体不锈钢焊接的研究当中，模拟结果能够很好地吻合试验结果。
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