至德钢业310S不锈钢的焊接性能分析

 浙江至德钢业有限公司技术人员发现，310S不锈钢的热导率小而线膨胀系数较大，在焊接局部加热和冷却条件下，焊缝和近焊缝区将产生较大的焊接挠曲变形，并存在热裂纹和液化裂纹的危险。在焊接的持续加热过程中，310S不锈钢的焊接接头会发生σ相脆变，其在800~850℃温度下σ相析出的敏感性最大。加速σ相形成的元素有钼、硅、铌等，故在焊材选择时应选择这些元素含量较低的焊材。同时，还应适当控制焊接热输入，不预热、控制层温不过高，以减少高温停留时间。此外，在焊接接头还会出现各种形式的腐蚀，如晶间腐蚀、应力腐蚀、点蚀等。

 由于310S不锈钢导热系数小而热膨胀系数较大，在自由状态下焊接时易产生较大的焊接变形，为此，应选用能量集中的焊接方法。同时由于其对过热较为敏感，只能采用低热输入快速进行焊接，氩弧焊应是首选的焊接方法。氩弧焊具有很好的保护效果，合金活度系数高，焊缝成分均匀且稳定；热量集中，氩气对工件有冷却作用，热影响较小，对提高接头的力学性能有利。焊接时，焊缝背面需充氩保护，以保证背面成形良好和防止氧化。焊接材料选择原则是在不致产生焊接裂纹的前提下保证焊缝金属具有与母材基本相同的热强性。这就要求其合金成分大致与母材相匹配。

 310S不锈钢电阻率较大，焊条电弧焊时为了避免焊条在焊接过程中发红、药皮开裂脱落，310S不锈钢焊条的长度要比结构钢焊条短。由于其热导率低，在同样大小焊接电流条件下可获得比普通低合金钢更大的熔深，同时也易使焊接接头过热。为了防止过热，焊接电流要选得小些。一般比焊接低碳钢低20%左右。

 310S不锈钢的母材和焊材中都含有与氧亲和力较大的合金元素，如钛、铬等。为防止和减少焊接时的烧损，尽可能用短弧，不做横向摆动的焊接操作工艺。组对不得强力，并保证间隙均匀，避免同一部位多次重复加热或高温停留时间长。为此，多层焊时，每层焊缝的交接处应错开；尽可能每层施焊方向与前一层相反，并待前层焊缝冷却40~50℃后再焊下一层。避免层间温度过高，必要时可以用喷水或压缩空气吹的办法强制快冷。

 为了获得优质的焊接接头，除了正确选择焊接材料和工艺参数外，还必须焊前对焊接材料和焊接区进行清理，不应在表面上有任何油脂、污渍、油漆标记和其他杂质，焊丝在使用前要用砂纸打磨干净至露出金属光泽。这些有机物在电弧高温下易分解成气体而引起焊缝金属的气孔和增碳。采用全手工氩弧焊焊接工艺，要注意焊接安全及个人防护，焊缝对口的错边量≤0.25mm。 奥氏体耐热钢焊前不需预热，焊后视需要可进行强制冷却，以减少在高温的停留时间。对已经产生475℃脆性和σ相脆化的焊接接头，可用热处理方法清除：短时间加热到600℃以上空冷可消475℃脆性；加热到930-980℃急冷可消除。相脆化。如果为了提高结果尺寸稳定性，降低残余应力峰值，可进行低温（<500℃）的热处理。