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焊接接材料中提镍和保护气体中加氮

由于焊接热循环的作用,自熔焊时(或填充金属成分和母材相同)焊缝金属的铁素体量急剧增加,甚至出现纯铁素体组织,导致氮化物和二次奥氏体的析出,反应在性能上是韧性和耐腐蚀性的下降。为抑制焊缝铁素体的过量增加,采用奥氏体占优势的焊缝金属是当代双相不锈钢焊接的主要趋势,其优点有:细化晶粒,减少氮化物的析出,提高塑韧性和耐腐蚀性,增强抗裂纹能力,减少多层焊时上下各层组织的不均匀性等。一般均采取在焊接材料中提镍或是加氮两条途径,而采用降低Cr当量的办法,由于使用性能大幅度下降是不可取的通常焊接材料中的镍量比母材要提高2%~4%,例如:采用

22.8.3L焊丝和22.9.3LR(钛型)焊条来焊接SAF2205钢,又采用25.10.4L焊丝和25.10.4LR焊条来焊接SAF2507钢。但是填充金属中过高的镍也不必要,这样有可能使单一铁素体凝固模式转变成铁素体奥氏体凝固模式,致使元素偏析,塑性下降;又当焊缝金属的镍量过高,尤其在大截面多道焊时,来自母材的稀释较小,造成铁素体量较低(20%~25%),焊缝强度下降,而少量的铁素体中又会集中较多的铬和钼,增加了金属间相的析出倾向另一条途径是用含氮的焊接材料,近年又发展在保护气体中加氮,后者尤其在用纯氩作保护气体焊接(如GTAW、GMAW)时,避免表面层焊缝金属的氮损失很有效。

用含氮的填充材料比只提镍的填充材料效果更好,两种元素都可以增加奥氏体相的比例并使其稳定,但加氮不仅能够延缓金属间相的析出,而且还可提高焊缝金属的强度和耐孔蚀性能,反之,若是只用提镍代替氮,尽管增加了奥氏体的数量,但由于稀释了奥氏体相中的氮,反而会使焊缝金属的耐孔蚀性能下降在保护气体中加氮也是增加焊缝金属含氮量的一种方法,瑞

典已在工业上采用223,但应用还不普遍。

目前采用的填充材料一般都是在提高镍的基础上,再加入与母材含量相当的氮,控制焊缝金属的奥氏体量为60%~709%m为防止焊缝表面区域因扩散而损失氮,通常在氩气保护气体中加入2%N2(GTAW)。

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